Globálne trendy a projekty v oblasti skladovania energie

V ére rýchlej industrializácie, zvyšujúceho sa dopytu po energii a rastúcich obáv zo zmeny klímy sa potreba účinných riešení skladovania energie stala kritickejšou ako kedykoľvek predtým. Technológie skladovania energie zohrávajú dôležitú úlohu pri vyrovnávaní nestálosti obnoviteľných zdrojov energie, zabezpečovaní stability siete a umožňovaní prechodu na nízkouhlíkové hospodárstvo. 

Neustále stúpajúce využívanie obnoviteľných zdrojov energie, ako sú slnečná a veterná energia, podporilo dopyt po systémoch skladovania energie. Celosvetové investície do skladovania energie dosiahli v roku 2020 rekordných 3,3 miliardy EUR, čo dokazuje rastúce uznanie jeho významu pri dosahovaní udržateľnej energetickej budúcnosti. 

Keďže sa krajiny snažia znížiť svoju uhlíkovú stopu, technológie skladovania energie ponúkajú flexibilitu na uskladnenie prebytočnej energie z obnoviteľných zdrojov a jej expedíciu v prípade potreby, čím sa výrazne znižuje závislosť od fosílnych palív. O rôznych, menej či viac známych riešeniach si povieme nižšie.

Pokroky v batériových technológiách

Lítium-iónové batérie sa stali lídrami v oblasti skladovania energie, pričom sa výrazne zlepšil ich výkon a nákladová efektívnosť. Klesajúce náklady na lítium-iónové batérie podnietili ich nasadenie v rôznych odvetviach, od elektrických vozidiel až po projekty skladovania energie v rozvodnej sieti. Okrem toho prebieha výskum a vývoj s cieľom zvýšiť účinnosť batérií, predĺžiť ich životnosť a preskúmať alternatívne materiály na prekonanie obmedzení zdrojov.

Prečerpávanie vody do zásobníkov

Prečerpávacie vodné elektrárne zostávajú najvyvinutejšou a najrozšírenejšou formou skladovania energie v sieti. Táto technológia využíva prebytočnú elektrickú energiu počas období s nízkym dopytom na čerpanie vody do vyvýšenej nádrže. Keď sa zvýši dopyt po elektrickej energii, voda sa vypustí a prúdi cez turbíny na výrobu energie. Krajiny ako Čína, Spojené štáty a Japonsko významne investovali do prečerpávacích vodných nádrží, pričom využili svoju topografiu a existujúce nádrže na uskladnenie značného množstva energie.

Skladovanie energie stlačeným vzduchom (CAES

CAES je inovatívna technika skladovania energie, ktorá spočíva v stláčaní vzduchu a jeho uskladňovaní v podzemných jaskyniach alebo nádržiach. Počas energetickej špičky sa stlačený vzduch uvoľňuje a poháňa turbíny na výrobu elektrickej energie. 

Systémy CAES ponúkajú vysokú energetickú kapacitu, dlhodobé skladovanie a minimálny vplyv na životné prostredie, čo z nich robí sľubné riešenie na skladovanie energie vo veľkom rozsahu. USA, Nemecko a Spojené kráľovstvo aktívne skúmajú projekty CAES na podporu integrácie obnoviteľných zdrojov a stability siete.

Skladovanie tepelnej energie

Skladovanie tepelnej energie využíva princíp uskladnenia prebytočnej energie vo forme tepla alebo chladu na neskoršie použitie. Táto technológia nachádza uplatnenie v systémoch diaľkového vykurovania a chladenia, solárnych elektrárňach a priemyselných procesoch. 

Medzi najčastejšie používané médiá na skladovanie tepelnej energie patrí roztavená soľ, materiály s fázovou zmenou (materiály ľahko meniace skupenstvo pri zmene teploty) a ľad. V regiónoch s vysokou penetráciou slnečnej energie, ako napríklad v Španielsku a na Blízkom východe, sa začali využívať elektrárne na výrobu koncentrovanej slnečnej energie (CSP) s integrovaným skladovaním tepelnej energie na nepretržité zásobovanie energiou.

Zelený vodík a power-to-gas technológie

Zelený vodík vyrábaný elektrolýzou s využitím obnoviteľnej elektrickej energie získava na popularite ako nosič energie a skladovacie médium. Vodík sa môže skladovať, prepravovať a premieňať späť na elektrinu alebo využívať ako čisté palivo pre rôzne odvetvia vrátane dopravy a priemyselných procesov. Technológie Power-to-gas umožňujú premenu prebytočnej obnoviteľnej elektrickej energie na už spomenutý vodík alebo metán, čím ponúkajú univerzálne riešenie skladovania energie.

Globálne projekty skladovania energie:

• Hornsdale Power Reserve, Austrália: Zariadenie sa nachádza v Južnej Austrálii, je jednou z najväčších inštalácií lítium-iónových batérií na svete. S kapacitou 150 megawattov (MW) a 193,5 megawatthodín (MWh) preukázala potenciál veľkokapacitného skladovania energie pri stabilizácii siete a poskytovaní záložnej energie počas výpadkov.
• Solar Global, Napajedla, Česká Republika: Elektrolyzér je napájaný zo solárnej elektrárne s výkonom 611 kilowattov (kWp). Samotná jednotka na výrobu vodíka má výkon 230 kW a môže spotrebovať 246 megawatthodín elektrickej energie za rok. Plánovaná ročná výroba zeleného vodíka v Napajedlách je približne 30 ton, čo znamená dennú výrobu približne 82 kilogramov.

• Tesla Gigafactory, Nevada, USA: Táto továreň nie je len centrom výroby batérií pre elektrické vozidlá, patrí aj medzi najväčšie systém skladovania energie z lítium-iónových batérií. Zariadenie s kapacitou 150 MW a 150 MWh podporuje stabilitu siete a pomáha riadiť dopyt po elektrickej energii najmä počas špičky.

• The Moss Landing Energy Storage Facility, Kalifornia, USA: Projekt, ktorý vyvinula spoločnosť Vistra Energy, má ambíciu stať sa najväčším batériovým systémom skladovania energie na svete. S plánovanou kapacitou 400 MW a 1 600 MWh zabezpečí integráciu obnoviteľných zdrojov, stabilitu siete a zvýši spoľahlivosť dodávok elektrickej energie v celom štáte Kalifornia.

• Hubei Shenzhou Clean Energy Power Generation Projec, Čína: Čínske zariadenie kombinuje elektráreň na koncentrovanú slnečnú energiu (CSP) s tepelným skladovaním energie. S kapacitou 50 MW a 7,5-hodinovým uskladnením tepelnej energie poskytuje čistú a spoľahlivú elektrickú energiu do siete aj v obdobiach nízkeho slnečného žiarenia.

• Morská veterná farma Horns Rev 2, Dánsko: Morská veterná elektráreň Horns Rev 2 obsahuje inovatívne riešenie skladovania energie vo forme lítium-iónového batériového systému. S kapacitou 2 MW a 800 kWh pomáha regulovať výkon veternej farmy, zvyšuje stabilitu siete a optimalizuje nevýhody využitia veternej energie.

• Elektráreň Dinorwig, Wales, Spojené kráľovstvo: Elektráreň Dinorwig, známa aj ako Elektrická hora, je pozoruhodné zariadenie na skladovanie energie z prečerpávacích vodných elektrární, ktoré sa nachádzajú vo Walese v Spojenom kráľovstve. S kapacitou 1 728 MW rýchlo reaguje na zmeny v dopyte po elektrickej energii, čím pomáha vyrovnávať sieť a zabezpečovať spoľahlivé dodávky energie.

• Noor Energy 1 Solar Project, Dubaj, SAE: Solárny projekt Noor Energy 1 v Dubaji kombinuje koncentrovanú solárnu elektráreň s tepelným skladovaním energie. S kapacitou 700 MW a 15-hodinovým skladovaním poskytuje dispečersky využiteľnú solárnu energiu, čím znižuje potrebu výroby energie z fosílnych palív.

Stále sme na začiatku

Globálny sektor skladovania energie je svedkom pozoruhodnej transformácie, ktorú poháňa technologický pokrok, politická podpora a rastúce investície. Technológie skladovania energie zohrávajú kľúčovú úlohu pri prechode k udržateľnej energetickej budúcnosti, umožňujú integráciu obnoviteľných zdrojov energie a znižujú emisie skleníkových plynov. Keďže sa krajiny usilujú o dekarbonizáciu svojich ekonomík a zvýšenie odolnosti sietí, realizácia inovatívnych projektov skladovania energie a globálna spolupráca budú mať zásadný význam pre dosiahnutie cieľov spojených s modernými energetickými systémami.