Európsky štát chce ukladať elektrinu na celé dni. Za novú technológiu dá 28 miliónov

Británia začína riešiť problém, ktorý bude s rastúcim podielom veternej a solárnej energie čoraz nepríjemnejší aj pre zvyšok Európy. Čo spraviť s elektrinou vyrobenou v čase prebytku a hlavne – ako ju uchovať nielen do večera, ale pokojne na niekoľko dní?

Britská vláda oznámila spustenie programu Ultra-Long Duration Energy Storage Challenge, skrátene Ultra-LDES. Na vývoj nových technológií vyčlenila prostredníctvom UK Research and Innovation celkovo 28 miliónov libier. Hranicu nastavila nezvyčajne vysoko: podporené riešenia majú byť schopné dodávať elektrinu 100 hodín alebo dlhšie. Britská vláda to prirovnáva k minimálne štyrom dňom nepretržitej prevádzky.

Neznamená to, že jedna obria batéria bude štyri dni napájať celé Spojené kráľovstvo. Požiadavka sa týka dĺžky vybíjania konkrétneho úložiska. Ide teda o úplne inú disciplínu než pri bežných sieťových batériách, ktoré sú určené predovšetkým na presúvanie energie medzi hodinami s nadbytkom a večernou špičkou.

Faraday Institution upozorňuje, že dnes budované sieťové úložiská používajú prevažne lítium-železo-fosfátové články LFP a typicky dodávajú energiu menej než dve hodiny. S rastom závislosti od počasia však podľa inštitúcie bude Británia do roku 2050 potrebovať obrovské množstvo výrazne lacnejšieho viacdňového úložiska.

Briti nechcú iba väčšiu lítiovú batériu

Nový program nie je súťažou o to, kto postaví viac kontajnerov s klasickými článkami. Britská vláda hľadá inú chémiu a iný ekonomický model.

Prvá fáza programu pre elektrochemické úložiská má k dispozícii 3 milióny libier. Technológia musí zvládnuť najmenej 100 hodín nepretržitého vybíjania a projekt má počítať so životnosťou minimálne 25 rokov. Vláda zároveň nechce zostať pri laboratórnom prototype. Projekty majú smerovať k reálnym demonštračným zariadeniam pripojeným k sieti do roku 2030.

Pre technológie bližšie ku komerčnému nasadeniu Briti požadujú plán demonštračného úložiska s kapacitou aspoň 100 MWh. Do roku 2030 majú smerovať k celkovým nákladom vlastníctva pod 40 dolárov za kWh, prípadne musia dokázať, že dokážu ekonomicky konkurovať dnešným LFP systémom.

Polar Night Energy

Druhá vetva ide ešte ďalej. Je určená skorším technológiám, ktoré by raz mohli fungovať ako strategická rezerva a uchovať energiu aj na mesačnej či sezónnej úrovni. Cieľom sú veľmi malé samovybíjanie a degradácia a náklady pod 15 dolárov za kWh začiatkom 30. rokov, prípadne konkurencieschopnosť voči plynovým elektrárňam.

Briti pritom priamo požadujú, aby projekty ukázali, ako sa správajú počas takzvaného Dunkelflaute – obdobia, keď je niekoľko dní súčasne málo slnka aj vetra. Presne vtedy nestačí batéria, ktorá zachráni sieť na dve či štyri hodiny.

Železo môže byť silnejšie než lítium

Jedným z najzaujímavejších kandidátov sú železo-vzduchové batérie. Tie namiesto drahých materiálov využívajú veľmi jednoduchý princíp oxidácie železa – pri vybíjaní železo v podstate kontrolovane hrdzavie a pri nabíjaní sa reakcia obracia.

V redakcii sme už informovali o projekte holandskej Ore Energy, ktorá uzavrela dohodu na úložiská s plánovanou kapacitou až 1 GWh. Prvá 400 MWh fáza má podľa spoločnosti prísť v roku 2028 a samotná technológia cieli práve na približne 100-hodinové skladovanie energie.

Unsplash/Gonz DDL/kolvas/freepik

Britský program však nie je naviazaný iba na železo-vzduchové články. Otvorený je rôznym elektrochemickým technológiám, pokiaľ dokážu splniť požiadavky na cenu, životnosť a viacdňové vybíjanie.

Paralelne chce vláda podporovať aj podzemné skladovanie vodíka. Prebytočná elektrina môže poslúžiť na výrobu vodíka, ktorý sa uloží napríklad do podzemných zásobníkov a neskôr sa využije na opätovnú výrobu energie. Britská vláda tvrdí, že rozvoj takýchto systémov by mohol medzi rokmi 2035 a 2050 znížiť celkové náklady energetického systému o 14 až 50 miliárd libier. Ide však o modelované úspory, nie garantovaný účet pre spotrebiteľov.

Problém už pozná aj Európa

Dôvod celej investície je jednoduchý. Veterná a solárna elektráreň dokáže vyrábať veľmi lacnú elektrinu, no nie vtedy, keď si to sieť želá. Počas slnečného alebo veterného obdobia môže vzniknúť prebytok, zatiaľ čo o niekoľko hodín či dní musí systém zapínať drahšie regulovateľné zdroje.

Podobný paradox už sledujeme v celej Európe. Pri silnej solárnej výrobe ceny elektriny počas dňa prudko klesajú a niekedy sa dostávajú až do záporných hodnôt. Večer pritom elektrina opäť zdražie. Na FonTechu sme pri slovenskom modeli ukázali rovnaký problém v malom – domácnosť s fotovoltikou môže cez obed posielať lacné prebytky do siete a o pár hodín elektrinu nakupovať výrazne drahšie.

Sto hodín však rieši oveľa väčší problém než presun elektriny z obeda na večer. Takéto úložisko má preklenúť niekoľko zlých dní po sebe a obmedziť potrebu držať v zálohe plynové elektrárne.

Británia zároveň nechce čakať desaťročia. Druhá fáza programu pre elektrochemické batérie sa plánuje na polovicu roka 2027 a na veľké demonštračné projekty má byť vyčlenených najmenej ďalších 10 miliónov libier. Cieľom je dostať prvé systémy do reálnej siete do roku 2030.

Pre Slovensko nejde o technológiu, ktorú by si o pár rokov dával vedľa fotovoltiky do garáže. Ide o infraštruktúru pre celú elektrizačnú sústavu. Ak však bude Európa ďalej pridávať solárne a veterné zdroje, otázka sa postupne zmení z „koľko elektriny vieme vyrobiť“ na „koľko z nej vieme odložiť na moment, keď ju skutočne potrebujeme“.

A práve tam už dvojhodinová batéria nestačí.

Čítajte viac z kategórie: Novinky