EKONOM: Jak skladovat elektřinu v moři a pod zemí

Jednou z velkých nevýhod slunečních nebo větrných elektráren je jejich kolísavý výkon závislý na externích podmínkách. Například vítr největší silou zpravidla vane v noci, kdy je ale poptávka po energii nízká. Elektrárny proto hledají způsoby, jak přebytečnou energii snadněji ukládat pro využití v době špičky.

Toto "posunutí v čase" by kompenzovalo nestálou povahu větrné a sluneční energie, zvýšilo jejich atraktivitu a usnadnilo jejich integraci do elektrické sítě.

Novinka: zelené ostrovy

Dnes nejrozšířenější formou hromadného skladování energie je přečerpávání vodní energie (PSH). Využívá kombinaci vody a zemské přitažlivosti k zachycování energie mimo špičku a k jejímu zpětnému uvolňování v době vysoké poptávky.

Přečerpávací vodní elektrárny obvykle využívají členitost krajiny a jsou stavěny kolem dvou vodních nádrží v různé výšce. Elektřina mimo špičku se používá k přečerpávání vody z nižší nádrže do vyšší. Je-li zapotřebí dodávat elektřinu do sítě, voda se vypustí zpět do nižší nádrže, čímž dochází k roztočení turbíny a k výrobě elektřiny. Technologie PSH tvoří více než 99 procent veškerých kapacit pro hromadné skladování na světě, což podle údajů amerického Energetického výzkumného ústavu (EPRI) odpovídá přibližně 127 000 MW.

Skladování energie metodou PSH (Pumped-Storage Hydroelectricity)

Energie ve dvou šachtách

Firma Gravity Power se sídlem v Kalifornii vymyslela systém opírající se o dvě vodou plněné šachty, z nichž jedna je širší než druhá a jež jsou na obou koncích spojeny. Přečerpáváním vody přes menší šachtu dojde ke zdvižení pístu ve větší šachtě.

V době, kdy poptávka po elektřině dosahuje špičky, se píst v hlavní šachtě nechá klesnout zpět, čímž je voda vytlačována přes generátor a vyrábí elektřinu. Podle vyjádření šéfa firmy Toma Masona relativně kompaktní charakter tohoto systému umožňuje jeho instalaci v blízkosti oblastí s vysokou poptávkou a v případě potřeby je možné přidat další moduly.

Skladování energie v modulu GPM (Gravity Power Module)

Energie ve vzduchu

Druhým nejrozšířenějším způsobem skladování energie je využití stlačeného vzduchu (CAES). Tato technologie pracuje se stlačováním vzduchu a jeho ukládáním ve velkých skladištích, například v podzemních solných jeskyních. Během energetické špičky se vzduch vypustí na pohon turbíny. V provozu jsou pouze dvě komerční zařízení využívající CAES: jedno v německém Huntorfu a druhé v Alabamě.

Velkou nevýhodou CAES je nízká účinnost. Podle německé energetické společnosti RWE dosahuje huntorfská jednotka pouze 42procentní účinnosti, ta v Alabamě si vede jen nepatrně lépe. Problém spočívá v tom, že vzduch se při stlačování ohřívá a při expanzi ochlazuje. Ve stávajících systémech CAES dochází během stlačování ke ztrátě tepelné energie a před následnou expanzí je nutné vzduch znovu zahřívat. K tomu se obvykle používá zemní plyn, čímž se snižuje účinnost systému a zvyšují emise skleníkových plynů.

Skladování energie pomocí stlačeného vzduchu CAES

© 2012 The Economist Newspaper Limited.
All rights reserved. Publikováno na základě licence s The Economist, překlad týdeník Ekonom.
Článek v angličtině najdete na www.economist.com.
Ilustrační grafiku připravil: Lukáš Rozmajzl

Více se o tématu dočtete v posledním vydání týdeníku Ekonom, který vyšel ve čtvrtek 22. března, nebo pod odkazem níže: