Mestá budúcnosti sa premenia na živé batérie. Vedci objavili nový spôsob, ako uložiť energiu

Predstav si mesto, ktoré namiesto toho, aby spotrebovávalo veľké množstvo energie, ju dokáže aj uchovávať a spätne uvoľňovať podľa potreby. Skrátka by fungovalo ako obrovská živá batéria. Presne takúto víziu načrtáva nový výskum Austrálskej národnej univerzity (ANU), ktorý ukazuje, ako by elektrifikované mestá ako Canberra mohli zásadne pomôcť stabilizovať elektrickú sieť vďaka využívaniu elektromobilov a domácich systémov ohrevu vody.

Zistenie, ktoré mení všetko

Vedci z ANU zistili, že ak by obyvatelia začali využívať nabíjanie vozidiel a ohrievanie vody inteligentnejšie, napríklad v čase mimo špičky, mohla by sa znížiť spotreba počas najväčšej záťaže a zároveň by sa efektívnejšie využila energia z obnoviteľných zdrojov ako solárne panely. Podľa štúdie má každý obyvateľ v úplne elektrifikovanom meste k dispozícii zhruba 46 kilowatthodín úložnej kapacity, čo je ekvivalent troch až štyroch domácich batérií typu Tesla Powerwall.

Ako vysvetlil výskumný tím, ak by sa presunula len polovica tohto dopytu na hodiny mimo špičky, nárast špičkovej záťaže by sa mohol znížiť o polovicu. „Toto nielenže znižuje tlak na infraštruktúru, ale tiež umožňuje lepšie využitie solárnej energie zo striech tým, že ju uložíme na pokrytie večernej špičky,“ uvádza sa v stanovisku tímu.

Dôležitosť tohto prístupu rastie aj vzhľadom na skutočnosť, že doprava a vykurovanie spolu tvoria významnú časť svetových emisií skleníkových plynov. V roku 2019 vyprodukovali vyše 12 miliárd ton emisií. Prechod na elektrický pohon a elektrické vykurovanie z čistých zdrojov energie patrí medzi najefektívnejšie riešenia, ako tieto emisie znížiť.

Gemini

Analýza úlohy v meste

Elektromobily aj tepelné čerpadlá zažívajú rýchly rast. Len v roku 2024 sa predalo viac ako 17 miliónov elektrických áut a kapacita tepelných čerpadiel presiahla už v roku 2021 hranicu 1 000 GW. Tieto zariadenia zároveň prinášajú možnosť uchovávať energiu lokálne, čo je koncept známy ako distribuované energetické úložiská (DES).

DES umožňuje systému presúvať spotrebu energie na menej vyťažené časy a efektívnejšie využívať slnečnú a veternú energiu. Kým malé štúdie o DES existujú, celomestské modely sú zatiaľ výnimočné. Práve tieto veľké modely sú však podľa odborníkov kľúčové pre plánovanie budúcich energetických systémov, znižovanie nákladov a zvyšovanie spoľahlivosti v období prechodu na úplnú elektrifikáciu.

Farma so solárnymi panelmi pre výrobu elektrickej energie. Zdroj: Pixabay

Najnovšia štúdia sa zamerala na podrobnú analýzu úlohy DES v mestskom prostredí, pričom ako prípadová štúdia poslúžilo Austrálske hlavné teritórium, ktoré už teraz funguje na 100 % obnoviteľnej elektrine a plánuje dosiahnuť uhlíkovú neutralitu do roku 2045. Región je zároveň jedným z lídrov v počte solárnych panelov na obyvateľa, do marca 2025 dosiahol výkon 455 MW, čo z neho robí ideálne laboratórium pre štúdium ukladania a využívania energie.

Vedci využili pokročilé mapovacie nástroje, ktoré sledujú spotrebu energie po hodinách a podľa jednotlivých štvrtí. Ich cieľom bolo zistiť, ako môže DES pomôcť s presunom spotreby do menej zaťažených období, kde sa nachádzajú hlavné úložiská energie a ako dokážu elektromobily a vykurovacie systémy zmierniť riziko preťaženia siete.

Zistenia potvrdili, že v elektrifikovanom meste by každý človek mohol denne presunúť zhruba 5 kWh elektriny do času mimo špičky, čo predstavuje približne tretinu dennej spotreby na osobu. Elektromobily, ktoré väčšinu času len stoja zaparkované, môžu v tomto systéme zohrať kľúčovú úlohu, ak sa ich nabíjanie vhodne koordinuje.

Dôležitá je organizácia

Bez dobrej organizácie by však zvýšená záťaž z elektromobilov a ohrievačov mohla spôsobiť nárast špičkovej spotreby až o 30 %, čo by si vyžadovalo drahé rozšírenie elektrickej siete. Naopak, strategické presúvanie záťaže – napríklad len polovice – by mohlo túto potrebu znížiť na polovicu a zároveň by sa lepšie využila solárna energia v podvečerných hodinách.

Výskum tiež identifikoval tzv. „úložné horúce miesta“, teda oblasti s vysokou hustotou pracovných miest a flexibilitou dopytu. Práve tieto zóny sú ideálne pre inteligentné nabíjanie na pracoviskách, dynamické ceny a koordináciu cez digitálne platformy.

Čítajte viac z kategórie: Ekológia