Čína staví největší „vzduchovou baterii“ světa

CAES – Compressed Air Energy Storage, znamená akumulaci energie pomocí stlačeného vzduchu. Právě v této oblasti udělala Čína obrovský krok. Postavila největší zařízení svého druhu na světě, které dokáže uložit tolik energie, že by pokrylo roční spotřebu zhruba 600 000 domácností. To už není žádná pumpička, ale gigantická vzduchová baterie.

Proč potřebujeme takové obří baterie

Obnovitelné zdroje – vítr, slunce, voda – jsou skvělé. Jenže mají jednu nepříjemnou vlastnost: neposlouchají nás. Slunce svítí jen přes den a když nejsou mraky. Vítr fouká, kdy se mu zachce. Když je sucho, je málo vody pro výrobu elektřiny. Spotřeba elektřiny kolísá během dne i roku.

Aby mohla energetická soustava fungovat stabilně, potřebujeme zásobníky energie, které vyrovnají výkyvy. Nejlepší zařízení, které zatím známe, jsou přečerpávací vodní elektrárny. Další možností jsou baterie, ale zatím nemají dostatečnou skladovací kapacitu. CAES nabízí řešení, které je velkokapacitní (v řádu gigawatthodin), dlouhodobé (energie se dá skladovat měsíce), bezpečné (vzduch nehoří) a dlouhověké (životnost desítky let).

 Jak funguje „vzduchová baterie“

Princip je překvapivě jednoduchý – a zároveň chytrý. Když je elektřiny moc, vzduch se stlačuje. Přebytečná energie z větrných a solárních elektráren pohání kompresory. Ty natlačí vzduch do obrovských podzemních prostor – jeskyní, starých dolů nebo speciálních nádrží. Vzduch se při stlačení zahřívá, někdy až na stovky stupňů. V klasických systémech se toto teplo ztrácelo, což snižovalo účinnost. Moderní systémy však teplo ukládají a později znovu využijí. Když síť potřebuje energii, stlačený vzduch se vypustí přes turbínu, která vyrobí elektřinu. Při expanzi se ochladí, proto se přidává uložené teplo, aby proces běžel efektivněji.

Účinnost a dosavadní zkušenosti

Díky chytrému hospodaření s teplem může moderní CAES teoreticky dosáhnout účinnosti až 70 %. Technologie CAES není čínský vynález. První velké zařízení vzniklo v roce 1978 v německém Huntorfu. Je zajímavé, že původním záměrem byla možnost použít elektřinu pro blízkou jadernou elektrárnu Unterweser v případě výpadku sítě a ztráty napájení (start ze tmy). Využívají se zde dvě solné jeskyně v hloubce mezi 600 až 800 m o celkovém objemu 150 000 m³. Tlak se mění v rozmezí od 5 MPa do 7,5 MPa. Fáze komprese trvá zhruba osm hodin. Plynová turbína pak dokáže dvě hodiny dodávat do sítě výkon 290 MW. Její účinnost je 42 %. Po modernizaci v roce 2006 (navýšení výkonu na 321 MW) je zřízení stále v provozu a v roce 2018 byl oznámen plán zvýšit kapacitu úložiště z 1 200 MWh na 1 680 MWh.

V roce 1991 bylo v McIntosh v Alabamě dokončeno demonstrační zařízení CAES s výkonem 110 MW. Vzduch vhání do solné jeskyně. Mohlo vyrábět elektřinu v 26hodinových intervalech.

V prosinci 2012 bylo v Gaines v Texasu dokončeno třetí zařízení s kapacitou 500 MW, v r. 2016 byl ale jeho provoz ukončen.

V čínském Jiangsu bylo r. 2022 otevřeno zařízení o výkonu 60 MW, s dodávkou 300 MWh po dobu 5 hodin s účinností 60 %. Následovalo Zhangjiakou (2022) o výkonu 100 MW, 400 MWh po dobu 4 hodin, Šang-tung (2024) o výkonu 350 MW, 1,4 GWh a Jingcheng (2025) s výkonem 300 MW dodá 1,5 GWh po dobu 5 hodin. Většina projektů využívá solné jeskyně.

Systém A-CAES v Goderichu v kanadském Ontariu dosáhl komerčního provozu v r. 2019. Má výkon 2,2 MW a dodá energii 10 MWh. 

Čínský megaprojekt: Dvě jednotky, 2,4 GWh energie

V pobřežní provincii Ťiang-su ve střední Číně vyrostlo nedávno zařízení se dvěma 300MW jednotkami o kapacitě 2,4 GWh. Je v současnosti největším CAES úložištěm na světě. První jednotka dosáhla plného výkonu v prosinci 2025, druhá byla uvedena do provozu letos v lednu. 

Hlavní parametry:

• Výkon: 2 × 300 MW
• Kapacita: 2,4 GWh
• Plný provoz: 2025–2026
• Dodavatel: Harbin Electric Corporation

(2,4 GWh je množství energie, které by dokázalo napájet celé město velikosti Brna po několik hodin.)

Čína masivně rozšiřuje obnovitelné zdroje a zároveň plánuje zdvojnásobit kapacitu všech úložišť energie do roku 2027. CAES je jedním z pilířů této strategie, protože umožňuje ukládat energii ve velkém a levně.

Chystají se další nové projekty

Dnes se k myšlence vrací více zemí. V USA Siemens Energy a PowerSouth spolupracují na obnově historické elektrárny v Alabamě, která by měla mít výkon kolem 110 MW. Modernizace McIntosh je zatím nejkonkrétnější „reálný“ krok CAES v USA.

Poblíž Bakersfieldu v Kalifornii se má budovat pokročilý návrh instalace 300 MW s využitím solné porézní horniny, tedy nejen prázdné kaverny. Pokud bude úspěšný, rozšíří geologické možnosti výstavby takových zařízení.

EU financuje projekt RICAS v Rakousku, zatím však jde jen o studii.

Proč je důležité CAES vrátit do hry?

Rychlý růst obnovitelných zdrojů, které jsou ze své podstaty nepředvídatelné, vyžaduje potřebu dlouhodobé akumulace. Pro klasické baterie je nedostatek surovin. CAES má nízké provozní náklady, další výhodou je potenciální obrovská kapacita – ideální pro stabilizaci sítě, dlouhá životnost – desítky let bez výrazné degradace, bezpečnost – žádné hořlavé materiály. Nevýhodou je potřeba vhodných geologických podmínek (jeskyně, doly, podzemní nádrže), velká počáteční investice a dlouhá výstavba (i když Čína tvrdí, že ji umí zkrátit). CAES má také zatím nižší účinnost než moderní baterie, i když se zlepšuje.

Co to znamená pro budoucnost energetiky?

CAES není jediná cesta, ale je to důležitý dílek skládačky. Spolu s bateriemi, vodíkem, přečerpávacími elektrárnami a chytrými sítěmi tvoří systém, který umožní více obnovitelných zdrojů, méně fosilních paliv a stabilnější a spolehlivou dodávku elektřiny. A kdo ví – možná jednou budou pod našimi městy ukryté obří vzduchové zásobníky, které budou fungovat jako energetické „plíce“ celé společnosti. Čínské zařízení v Ťiang-su ukazuje, že technologie CAES je připravena na velké věci. Je to důkaz, že i zdánlivě obyčejný vzduch může hrát klíčovou roli v energetické revoluci.