ARES: Sisyfovská práce nemusí být marná

Americký projekt ARES (Advanced Rail Energy Storage) může na první pohled připomínat marné úsilí Sisyfa při valení balvanu do kopce. Při podrobnějším zkoumání však musíme uznat, že je dobrým nápadem, jak přispět k řešení největšího problému současné energetiky, kterým je velkokapacitní skladování elektrické energie.

Kalifornská společnost ARES letos na jaře získala nedaleko městečka Pahrump v Nevadě pozemek pro stavbu zvláštní železniční tratě. Pahrump leží v hornaté části Mohavské pouště necelých sto kilometrů západně od Las Vegas. Letní teploty zde dosahují k padesáti stupňům Celsia a zatažená obloha prakticky neexistuje.

Vlak jako obří akumulátor

Trať „odnikud nikam“ bude sice dlouhá jen necelých deset kilometrů, zato ale s převýšením okolo 8%. Jezdit po ní bude těžkotonážní vlak tažený elektrickou lokomotivou. V době přebytku elektřiny vyrobené v okolních fotovoltaických a solárních elektrárnách vyjede na kopec a v čase energetické špičky se stovky tun hmoty díky gravitaci rozjedou z kopce dolů a motory lokomotivy přepnuté do rekuperačního režimu budou vyrábět elektřinu. Společnost ARES předpokládá, že tak získá špičkový energetický zdroj o výkonu 50 MW a kapacitě 12,5 MWh.

Výkonnější než přečerpávací elektrárna

Funkčnost systému akumulace elektřiny společnost od roku 2013 v menším měřítku ověřovala asi 150 km severně od Los Angeles nedaleko větrné farmy v Tehachapi. Tvrdí, že zařízení dokáže pracovat s účinností až 85 %, což je nejméně o 10 % více, než při ukládání energie v přečerpávacích vodních elektrárnách. Systém ARES je prý jednodušší a levnější i ve srovnání s velkými bateriovými systémy či setrvačníky. Jeho předností je také pohotovost výkonu v řádu sekund. Náklady na vybudování jednotky v Pahrumpu mají dosáhnout 55 miliónů USD, stavba má být zahájena v roce 2017, do provozu by systém měl jít o dva roky později.

Skladování elektřiny jako podmínka optimalizace využití obnovitelných zdrojů

Rozvoj technologií a kapacity operativního skladování energie je základní podmínkou pro to, aby se obnovitelné zdroje energie mohly stát významnou položkou energetického zdrojového mixu. Americká Národní laboratoř pro obnovitelnou energii odhaduje, že pokud by Kalifornie měla do roku 2030 pokrývat svou spotřebu elektřiny z 50 % solární energetikou, bude potřebovat technologie pro ukládání energie o kapacitě 15 GW, což je 66krát více, než je současná kapacita energetických úložišť v celých USA.

Přečerpávací vodní elektrárny – jediná dosud zvládnutá technologie skladování elektřiny

Celosvětový rozmach obnovitelných energetických zdrojů, zejména větrných a fotovoltaických elektráren, vede stále častěji k situacím, které ohrožují stabilitu energetických sítí a způsobují i problémy s regulací frekvence. Způsobuje to závislost těchto zdrojů na denní době, resp. počasí. Energie z obnovitelných zdrojů má vedle nesporných výhod i jednu nevýhodu, že ji dosud neumíme ve velkém skladovat. Jedinou zvládnutou velkokapacitní technologií skladování elektřiny jsou v současné době přečerpávací elektrárny, které jsou ale investičně mimořádně nákladné a jejich výstavba naráží ve většině zemí na odpor veřejnosti, protože obvykle představují velký zásah do krajiny.

Největší přečerpávací elektrárna na světě Bath County stojí v místě kontinentálního geologického zlomu na hranicích Virgínie a Západní Virgínie v USA a má celkový výkon 3 GW. Několik více než 2GW přečerpávaček má Čína. K největším evropským elektrárnám tohoto typu patří britská Dinorwig, která má při výkonu 1,8 GW kapacitu 10,8 GWh.

Největší českou přečerpávací elektrárnu Dlouhé Stráně v Jeseníkách, necelých 30 km severovýchodně od Šumperka, provozuje společnost ČEZ. Má výkon 0,650 GW a kapacitu 3,243 GWh. Tento parametr vyjadřující maximální množství elektrické energie, které lze vyrobit při jednom přečerpacím cyklu, se také nazývá „energetická úložná kapacita“).

Obecné parametry systému ARES

Zdroj:

http://www.aresnorthamerica.com

Ilustrace převzaty z Press Kitu společnosti ARES.