Akumulační teplárna Skupiny ÚJV

Světová spotřeba energie a tepla roste a díky plánům na snižování emisí CO₂ se do výroby zapojuje stále více obnovitelných zdrojů energie (OZE). Jejich rytmus výroby je ale značně nepravidelný, takže už dnes ohrožují stabilitu přenosových sítí. Jedním z řešení, jak sítě stabilizovat a s energií rozumně hospodařit, je použití různých metod ukládání energie. Pokročilým technologiím akumulace se intenzivně věnuje i Skupina ÚJV, některé z nich nedávno vložila do originálního konceptu tzv. bezemisní teplárny. Pilotní zařízení tohoto typu by v Řeži mělo vzniknout do 10 let.

Ukládání energie do tepla

Demonstrační jednotka v Řeži bude komplexem zařízení, který bude využívat cca 2 MW elektřiny z fotovoltaických panelů instalovaných na plochých střechách budov v areálu ÚJV Řež. Takto získaná bezemisní elektřina bude přímo vyvedena do distribuční sítě, nebo bude, v čase přebytku elektřiny v síti, akumulována do tepelného zásobníku. Specialisté v Řeži řeší vhodnost různých materiálů pro akumulaci tepla. Nejvíce perspektivní se jeví ukládání tepla do skupenské změny slitiny hliníku a křemíku AlSi₁₂. Elektřina se v tomto případě transformuje na teplo v odporových topných tyčích, umístěných přímo v zásobníku. V něm je umístěn také tepelný výměník, který umožní teplo ze zásobníku čerpat. Pro zpětnou přeměnu tepelné energie na elektrickou využije systém místo klasického parního oběhu oběh s oxidem uhličitým v tzv. superkritickém stavu (s CO₂ při tlaku ≥ 7,4 MPa a teplotě nad 31 °C). Tento typ oběhu má oproti běžným parním turbínovým systémům výhodu zásadně menších rozměrů (tj. nižší investiční náklady a rychlý start turbíny) a velký rozsah provozních výkonů. Zbytkové teplo z tohoto oběhu se potom částečně využije k zásobování areálu ÚJV Řež teplem.

Pilotní jednotka v Řeži bude mít elektrickou účinnost okolo 35 %

 Pro komerční uplatnění ve větším měřítku systém předpokládá elektrickou účinnost 43 % – 45 %. V rámci testování kompletního energetického mixu řežského virtuálního energetického ostrova se bude alternativně vyrábět i „zelený“ vodík (získaný z energie z obnovitelných zdrojů), ze kterého se zpětně získá elektrolýzou elektřina nebo metanizovaný plyn. Stabilizaci celého systému zajistí záložní elektrochemický akumulátor.

Alena Rosáková

Schéma infrastruktury bezemisní teplárny (zdroj: Skupina ÚJV, Řež)