Budoucnost energetiky je ve skladování elektřiny – nejen v bateriích

baterie pro elektrárny Tesla Megapack

Podle odhadů agentury Bloomberg bude celosvětově rostoucí trh skladování energie do roku 2040 mít hodnotu $620 mld., tedy asi desetiletý státní rozpočet ČR.

Velké průmyslové baterie pro větrné či solární elektrárny jsou realitou už dnes. Na ilustračním obrázku baterie složená z modulů Tesla Megapack.
foto: Tesla

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 ochlazován a při teplotě minus 196 stupňů Celsia přeměňován na kapalinu, která je skladována při nízkém tlaku a později ohřívána a přiváděna do turbíny, kde vyrábí energii.

První komerční projekt připravuje Highview Power v Chile. Kryosystém s parametry 50MW/500MWh bude umístěn v Diegu de Almagro asi 800 km severně od Santiaga v oblasti Atacama. Napájet ho budou výhradně solární články.

Projekt, který je v současnosti ve fázi posuzování jeho vlivu na životní prostředí, počítá s investicí přibližně $150 mil. 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 50 MW 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 dolarů 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 x 325 MWe významně pomáhá ke stabilizaci energetické soustavy a je největší reverzní vodní turbínou v Evropě. Vhodných lokalit je však z nejrůznějších důvodů málo.

Proto se v posledních letech objevují řešení, při kterých je voda ukládána pod zemí. Jedním z nejznámějších je Elmhurst Quarry Pumped Storage Project v Illinois poblíž Chicaga, který hodlá využít podzemní infrastruktury opuštěného dolu poblíž Chicaga.

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 2 MW 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 dokončený ještě v letošním roce. Analytici z Imperial College tvrdí, že tento systém dokáže skladovat elektřinu o polovinu levněji než li-ion baterie.

tisková zpráva

34 komentářů u “Budoucnost energetiky je ve skladování elektřiny – nejen v bateriích”

  1. jéééa Hasiči 3 dny „bojovali“ s požárem baterie Tesly…
    jéééa Hasiči 3 dny „bojovali“ s požárem baterie Tesly… „Na baterie nemůžete nalít vodu. Jediným efektem by totiž bylo prodloužení doby, po kterou oheň hoří“ :))

    seznamzpravy.cz/clanek/hasici-tri-dny-bojovali-s-pozarem-nehorely-lesy-jen-obri-baterie-171169

    youtube.com/watch?v=AnwpaqibguE&t=1436s

    ale jinak pohoda kafíčko teslička :)))

    youtube.com/watch?v=dATcfqMLrbw

  2. A průkopníkem slepých uliček byl právě náš Jára
    A průkopníkem slepých uliček byl právě náš Jára Cimrman.

    Zkapalňování vzduchu – kde se asi vezme energie na jeho ohřev/expanzi.

    Modifikace přečerpávacích elektráren – schválně, jestli se jim podaří dostat s náklady pod jednoduchou soustavu dolní nádrž horní nádrž a obousměrná turbína.

    Gravitační výtah – schválně o kolik to bude dražší, než jednoduchá přečerpávací elektrárna.

    Tak mám pocit, že ti lidé, kteří tohle vymýšlí by měli nejdřív přečíst co se už v minulosti zkoušelo a proč se to neujalo, protože tohle mě připadá jako opakování toho co už se v minulosti ukázalo jako nefunkční (a většinou to nebylo z technických důvodů, ale ekonomika provozu to zničila).

    1. Zdravim!
      Souhlasim. Ale taky na druhou stranu chapu proc se

      Zdravim!
      Souhlasim. Ale taky na druhou stranu chapu proc se vymysleji stale nove zpusoby skladovani energie. Jde o investory. Pokud to totiz neni „neco noveho“ pak je to pro investory nezajimave. Kdyz svuj super napad dobre odprezentujete a zni to dostatecne „futuristicky“ pak mate vetsi sanci nejakeho investora „ulovit“. Prijit s napadem, ktery uz uspesne funguje desitky let je pro investory „nezajimava nuda“ 🙂

      1. No je to zřejmě trochu jinak. Sluneční i větrné energie
        No je to zřejmě trochu jinak. Sluneční i větrné energie je nadbytek. Je levná a jet řeba jí uložit nějakým způsobem. Samozřemě čím efektivněji, tím lépe. Ale je jí k dispozici tak obrovské množství, že i když bude ukládána s nižší účinností, pořád to bude levný zdroj. Když něco podchladíme na -196 stupňů, tak je běžná venkovní teplota dokáže iniciovat expanzi.

    2. Jako určitě máte pravdu.
      Ale může se také stát, že od

      Jako určitě máte pravdu.
      Ale může se také stát, že od doby co se nápad strčil do šuplíku pro neekonomičnost se vymyslelno něco co to posune blíže. Také se mohou změnit podmínky provozu (už není potřeba konkurovat tradiční technologii ale technické vlastnosti jsou vhodnější do nového, dříve neuvažovaného prostředí).
      Nebo se na to dá dotace. To dokáže zahýbat s ekonomikou, no ne ?

    3. „Gravitační výtah – schválně o kolik to bude dražší,
      „Gravitační výtah – schválně o kolik to bude dražší, než jednoduchá přečerpávací elektrárna.“

      ne vsude mas moznost postavit precerpavaci elektrarnu, kdesto gravitacni vytah je vesmes bud jine zvlastni staveniste nebo sirsi studna 😉

      1. Představte si objem vody v běžné přečerpávací
        Představte si objem vody v běžné přečerpávací elektrárně a pak že hustota betonu, nebo obecně kamení je cca 2x větší. Tedy pro uložení stejné energie budete potřebovat cca polovinu materiálu než té vody, což ale pořád bude ohromná hromada.

        Tedy pro uložení nějakého smysluplného množství enegie vychází gravitační elektrárna absurdně veliká.

              1. Já miluji odhady cen magorů. Například odhadovaná cena
                Já miluji odhady cen magorů. Například odhadovaná cena elektromobilu Tesla Model 3 pod 35 tisíc USD patří mezi moje nejoblíbenější 😀

                Samozřejmě jak známo, není nic levnějšího, než vrtat, vyztužovat, hydroizolovat a každé dva roky obnovovat hlubké šachty pod významnými budovami, to dá rozum každého obecního idiota.

                1. no tvejma nazorama to o idiotech dvas najevo hlavne ty,
                  no tvejma nazorama to o idiotech dvas najevo hlavne ty, predpokladam ze mas zasebou nejaky projekt na vetsi stavbe co ma vic nez 3 patra a rozlohu aspon 300 metru ctverecnich vic

                  ja tu zkusenost mam hned 2x z Ciny, delali jsme hned na dvou vyskovych stavbach ve Foshanu a jedna se tam od nas prave stavi, jedna z nich i s komplet ceskymi koreny a architektem byl Borek Sipek

                2. Tak vidíš, tak nepochybně víš, že cokoliv budovat do
                  Tak vidíš, tak nepochybně víš, že cokoliv budovat do země je naprosto a totálně ta nejdražší varianta, a to i v geologicky příznivém místě.

                3. a proto se firmy snazi dane budovani kteremu se stejne
                  a proto se firmy snazi dane budovani kteremu se stejne nevyhnou u vetsich budov vyuzivat i na jiny ucel nez jen na obycejnej pilir

                  jinak obycejne vrty jsou relativne „levne“, neb tohle si firmy neobjednavaj externe, na tohle ty vetsi stavebni firmy maj vlastni vrtaci soustavy, proto neni ani v CR problem pred chystanou novostavbou udelat klidne 100 vrtu po 200 metrech treba pro sondy tepelnych cerpadel, v cene dnesnich staveb se to strati celkem snadno, nedostane se to ani nad 1,5% celkovych investic

                  jinak ciste budovani celeho komplexu 2-3 patra pod teren neni nijak vyznamne drazsi, dost casto je po dane pude i poptavka ktera se spenezi a naklady to tak vyrovna do plusu, kdy 2-3 patra pod uroven tam muzou bejt levnejsi nez to stavet od urovne terenu, tuhle zkusenost mame treba z HK

                4. U Hradce jsme kdysi pokládali optický kabely a byl tam
                  U Hradce jsme kdysi pokládali optický kabely a byl tam parádní oblázkový kačírek, takže věřím… Netuším jestli se prosadí suché gravitační baterie, ale obecně myslím, že je výstavba pod úrovní terénu zanedbávána. A nebude to tolik o penězích, jako o neochotě čelit výzvám.

                5. To jsou teda blbosti, až mě to bolí číst.
                  Levný vrt

                  To jsou teda blbosti, až mě to bolí číst.

                  Levný vrt dělaný například lomovou vrtací soupravou má životnost dva roky, než průsaky a pohyb zeminy zlikviduje jeho profil. Vyztužený vrt se štěrkovým obsypem je všechno jen ne levný, navíc výztuž redukuje kapacitu o polovinu, ze 140ky vrtu máš maximálně 105.

                  Patra pod úrovní terénu jsou cca o 30% dražší, než nad jeho úrovní. Proto je dnes stavěný podsklepený rodinný dům výjímka, i jen částečné podsklepení je luxus. Smysl to dává pouze u činžáků v místech, kde je cena pozemku tak vysoká, že výsledný benefit v podlahové ploše převáží tu o třetinu vyšší cenu.

                  Můžeš být konkrétní, kde v HK stavíte pod úrovní terénu? Já teda v HK na zeleném nebo brownfieldu vidím jen projekty, kde pod zemí nejsou ani kóje, protože se to nezaplatí. Ani garáže se nezaplatí, staví se 1,5 stání na byt, z toho jen 0,25 garáže, zbytek venkovní.

                6. asi nejzasadnejsi co jdi napsal je „rodinný dům“ , ….takze
                  asi nejzasadnejsi co jdi napsal je „rodinný dům“ , ….takze maloodberatel, ktery zaplati drahou prepravu vrtne soupravy do daneho mista a naslednou dopravu zase zpet kvuli jednomu vrtu, stejne tak s jakoukoliv jinou technikou ktera na danem miste pracuje sotva 1 den 😀 jo u rodinneho baraku jsou tyhle veci drahe, prave proto ze platis cestu/dopravu toho stroje na dane misto stavby, u vetsi stavby tohle platit ne kvuli jednomu dni, ale treba kvuli nekolika mesicum prace toho stroje 😉

                  takova vsuvka aby lidi vedeli jakej jsi blbec a troll, preprava vrtne soupravy v CR prijde na cca 10 na kazdych 100km, samotny vrt ktery v pripade 50 metru trva asi 3-5 hodin prijde na cca 15-20 tisic + dle toho v jakych podminkach se vrta, a nasledna preprava zase jinam, kterou si firma ktere vrtaci souprava patri zapocita te prijde na dalsich 10 tisic , takze kdys jsou podminky pro vrtani idelani, tedy nepiscite podlozi a neskalnate podlozi, tak te doprava prijde na vetsi penize nez kolik stoji samotne vrtani 😉 nase firma vlastni CM695D 😉

                7. Nauč se číst, píšu SKLEP rodinného domu, tak nevím, co
                  Nauč se číst, píšu SKLEP rodinného domu, tak nevím, co chceš vrtat.

                  Pokud jste schopni zrealizovat vrt s trvalou životností a smluvně garantovat jeho stabilitu alespoň deset let, tak paráda. Potřebuju pět vrtů 500-600mm na 10mm šroubovanou zárubnici s průměrem 200mm, tlakovým těsněním, obsypem a atestem pro pitnou vodu. Za všechny sto dvacet tisíc komplet, ju? Hydrologický posudek mám. Kam mám poslat objednávku?

                  Něco jako za dvacet litrů ti vyhrabu třicetimetrovou díru pro dvě trubky, která se do týdne zbortí, mě fakt nezajímá.
                  Jsem moc rád, že se nabízíš to udělat za sedminu ceny, než jsem zatím sehnal.

                  A pro místní fantasty typu Drvoštěp: Ano soudruzi, udělat stabilní 30 metrovou díru s pouhým 200mm průměrem v jinde než dobrých podmínkách stojí 200 tisíc Kč a víc. To jen pro info, jak je váš zakopaný gravitační akumulátor velká kund*vina.

                8. ….místní fantasta… Když jsem začal před víc než
                  ….místní fantasta… Když jsem začal před víc než deseti lety budovat svépomocí malou novostavbu s ostrovním systémem (solár, vítr, kogenerace plus bateriové úložiště),lidi v okolí se smáli. Po čase chodili okolo s otevřenou hubou. Nakonec jsme na to zapomněli, aby byl klid… Ale já vím… stejně mě to nefunguje … anebo si vymýšlím. Seš marnej, ale máš můj obdiv jak zarputile a vytrvale bráníž překonané a odcházející technologie.

                9. Jsem fandou domácích solárních elektráren i
                  Jsem fandou domácích solárních elektráren i elektromobilů. V obou případech výhradně tam, kde to dává smysl.

                  Jsem nesmiřitelný nepřítel debilit, jako je likvidace krajiny solárními a větrnými elektrárnami, masová elektromobilita, papírová brčka apod. Ano, i kokotin typu zakopaná gravitační akumulace.

                10. Tak jak, můžu poslat objednávku?
                  Tak jak, můžu poslat objednávku?

            1. funkcni 4MW gravitacni baterie stoji treba v Edinburghu a
              funkcni 4MW gravitacni baterie stoji treba v Edinburghu a prisla na 1 milion liber, tu ktera bude jiz zapustena v zemi zacali stavet pred mesicem a naklady na stavbu se odhaduji na 1,1 milionu liber, dolu pod zem se buduje sachra 5x5x16 metru

              a pokud vim maji jiz objednavky treba z SA, kde chteji tyhle „baterky“ pouzivat pro vyskove budovy a budou soucasti zakladu danych budov, kdy se stejne musi budovat pilire do hloubky klidne i 50 metru, takze misto jen piliru se proste vybuduji sachty pro tyhle „baterie“, pro predstavu Burdž Chalífa ma tech piliru tusim temer 200 do hlobky prave cca 50 metru, a v nejakem rozhovoru s architektem ktery stoji za Dubai Creek Tower zaznelo ze kdyby okolo prelomu tisicileti o necem takovem vedeli, tak by zcela jiste byli takove baterie soucasti dane stavby, proste proto ze se to vyplati a umoznuje to vyuzivat zaklady i na neco jineho nez jen jako pilire v zemi

          1. Zde bych asi spíše viděl něco jako „každý nový barák
            Zde bych asi spíše viděl něco jako „každý nový barák parkovací místo každému bytu“ => „každá nová výtahová šachta jednu kladku navíc“.

            Alternativně „při nutnosti uložit (no, spíše spálit) energii – vydávat zákusky v kantýně na střeše zdarma (a zpátky po schodech)“ ;-D

            1. V ČR připadá na jeden osobní výtah v obytné budově cca
              V ČR připadá na jeden osobní výtah v obytné budově cca 100 domácností, a to včetně výtahů s výškou 10m.

              Z pohledu energetické efektivity by se více vyplatila akumulace a energetické využití metanu v obývákových sedačkách.

                1. Tak můžete v té šachtě pro výtah zvedat třeba zlaté
                  Tak můžete v té šachtě pro výtah zvedat třeba zlaté cihly (aby ta hmotnost vzhledem k omezenému objemu za něco stála), ale pak asi narazíte na nosnost pohlahy ve výtakovém domečku, potažmo nostnost konstrukce domu.

                2. Myslím, že by ani zlaté cihly nestačily. Aby to nahradilo
                  Myslím, že by ani zlaté cihly nestačily. Aby to nahradilo lithiovou baterečku 5 kWh tak při výšce výtahu 20m by závaží muselo mít 120 tun.

Napsat komentář