Budoucnost energetiky je ve skladování elektřiny

Podle odhadů agentury Bloomberg bude celosvětově rostoucí trh skladování energie do roku 2040 činit 620 miliard USD, což je částka rovnající se zhruba desetiletému státnímu rozpočtu ČR. Kromě bateriových úložišť, přečerpávacích elektráren, výroby vodíku nebo metanu, ukládání tepla do chemických sloučenin nebo kinetické energie do různých mechanických systémů, se řada firem zabývá i technologiemi, které ještě před pár lety vypadaly jako sci-fi. Slibně dnes vypadá například kryogenní skladování energie, další společnosti zkoumají možnosti podzemních přečerpávacích elektráren nebo gravitačních úložišť.

Kryogenní skladování 

Patentovaná technologie britské společnosti Highview Power, světového lídra v oblasti dlouhodobého ukládání energie, využívá elektřinu z fotovoltaických a větrných zdrojů ke zkapalňování vzduchu. Ten je ochlazen a při teplotě –196 °C převeden na kapalinu, která se skladuje při nízkém tlaku. Později se opět ohřívá a plynný vzduch se přivádí do turbíny, kde vyrábí energii. 

První komerční projekt připravuje Highview Power v Chile. Kryosystém s parametry 50 MW/500 MWh bude umístěn v Diegu de Almagro asi 800 kilometrů severně od Santiaga v oblasti Atacama. Napájet ho budou výhradně solární články. Projekt, který je v současnosti ve fázi posuzování vlivu na životní prostředí, počítá s investicí přibližně 150 milionů USD a zahájení výstavby se odhaduje na druhou polovinu roku 2023. Chile do budoucna počítá s tím, že by kryogenní systémy mohly začít postupně nahrazovat část tamních uhelných kapacit. 

Highview Power získala také grant britského ministerstva pro obchod, energetiku a průmyslovou strategii na budování 50MW zařízení na skladování kryogenní energie v Carringtonu. Další podobná zařízení mají vzniknout v Trafford Energy Park u Manchesteru a později i ve Vermontu. 

Kromě Chile a Velké Británie pracuje Highview Power v současné době na projektech skladování kryoenergie s celkovou kapacitou až 2 GWh také ve Španělsku. Odhadovaná investice je kolem 1 miliardy USD. Jde o sedm jednotek 50 MW/300 MWh v Asturii, Kantábrii, Kastilii, Leonu nebo na Kanárských ostrovech. Španělsko chce do roku 2030 snížit emise skleníkových plynů o 23 %, což představuje skladovací kapacitu minimálně 20 GW. Uhlíkové neutrality hodlá země dosáhnout do roku 2050. Podle odhadů si realizace tohoto plánu vyžádá investice přes 200 miliard USD a přinese až 350 000 nových pracovních míst. 

Přečerpávání vody 

Koncept ukládání energie přečerpáváním vody v přečerpávacích elektrárnách je známý a používaný. Největší česká přečerpávací elektrárna Dlouhé Stráně svým výkonem 2×325 MW_e významně pomáhá ke stabilizaci energetické soustavy a má největší reverzní vodní turbíny v Evropě. Vhodných lokalit je však z nejrůznějších důvodů málo. Proto se v posledních letech objevují řešení, při kterých se voda ukládá pod zemí. Jedním z nejznámějších je Elmhurst Quarry Pumped Storage Project v Illinois poblíž Chicaga, který hodlá využít podzemní infrastruktury tamního opuštěného dolu.  

Kalifornská společnost Graveta Power zase staví testovací závod s výkonem 1 MW v Německu. Speciální píst je zde zavěšený v šachtě naplněné vodou. Čerpaná voda tlačí píst nahoru při skladování, poté píst tlačí vodu dolů přes turbínu, která vyrábí energii. Společnost tvrdí, že zařízení může být uložené kdekoliv na světě. Na podobné technologii pracuje také německá společnost New Energy Let's Go. 

Společnost Quidnet Energy se sídlem v Houstonu zase experimentuje s technologií geomechanického přečerpávacího zařízení, která ukládá vodu mezi vrstvami břidlicových hornin. Vývojáři  již podepsali smlouvu na vybudování testovacího 2MW zařízení ve státě New York. 

Gravitační energie 

Systémy využívající přečerpávání vody pracují v principu díky gravitaci. Existují ale i další gravitační projekty, které místo vody využívají zvedání a spouštění obřích cihel nebo kamenných desek. Švýcarská společnost Energy Vault v loňském roce dokončila demonstrační závod ve švýcarském Luganu o výkonu 35 MW. Systém jeřábů připomínající obřího pavouka je nyní ve fázi závěrečného testování. Společnost Gravitricity se sídlem ve Skotsku zase využívá závaží o hmotnosti až 5 000 tun v hluboké šachtě. V Edinburghu nyní staví testovací závod o výkonu 250 kW, který by měl být dokončen ještě v letošním roce. Analytici z Imperial College tvrdí, že tento systém dokáže skladovat elektřinu o polovinu levněji než li-ion baterie. 

Zdroje:

https://highviewpower.com/news_announcement/highview-enlasa-developing-50mw-500mwh-liquid-air-energy-storage-facility-in-the-atacama-region-of-chile/

https://www.smart-energy.com/industry-sectors/storage/first-cryogenic-energy-storage-facility-to-be-installed-in-chile/

https://energyvault.com/commercial-demonstration-unit/

https://highviewpower.com/news_announcement/highview-power-developing-2-gwh-of-liquid-air-long-duration-energy-storage-projects-in-spain/

https://www.cbc.ca/news/science/what-on-earth-energy-storage-1.5936749

https://gravitricity.com/gravitricity-250kw-demonstrator-stores-power-for-first-time/

https://www.quidnetenergy.com/news/2021/06/quidnet-energy-and-emissions-reduction-alberta-partner-to-develop-transformative-energy-storage-resource/

https://heindl-energy.com/

https://revolution-green.com/old-coal-mines-considered-pumped-hydro-storage/

https://www.imperial.ac.uk/news/189691/batteries-predicted-become-cheapest-option-storing/

https://im-mining.com/tag/energia-latina-sa-enlasa/