• Blog
  • Uskladňovanie energie ako účinná zbraň v boji s emisiami

Uskladňovanie energie ako účinná zbraň v boji s emisiami

Publikované 22. 01. 2020 | Autor Radoslav Stompf

S rastúcou priemernou teplotou a počtom prírodných katastrof spôsobených extrémnym počasím sa zintenzívňuje debata o znižovaní, ba až eliminácii, emisií skleníkových plynov. Nie všetky sektory a odvetvia však bude ľahké dekarbonizovať.

Ešte v roku 2018 vyšla podrobná správa, ktorá tieto sektory pomenovala a vyčíslila ich podiel na celkových emisiách. Na grafe tak môžeme vidieť, že až viac ako štvrtina všetkých emisií patrí do kategórie ťažko eliminovateľných. Hoci dnes už máme technológie, ktoré dokážu tento problém riešiť, často im chýba dostatočná zrelosť. Tento fakt sa prejavuje najmä ich vysokými cenami. V mnohých krajinách najviac absentuje aj politická vôľa s emisiami výraznejšie bojovať.

V leteckej, námornej a diaľkovej cestnej doprave sa nádejnými riešeniami zdajú byť alternatívne palivá. Či už na báze vodíka, amoniaku, biopalivá alebo syntetické palivá, jedno majú bohužiaľ spoločné - cenovo zatiaľ nedokážu konkurovať klasickým fosílnym palivám. Zvyšovanie rozsahu ich výroby by mohlo stlačiť ceny nadol a priniesť aj nové investície do výskumu a vývoja. Chýba však motivácia na strane potenciálnych odberateľov.

Cena zohráva úlohu aj v prípade ocele a cementu. Tieto, pre modernú ekonomiku nevyhnutné materiály, zatiaľ nedokážeme vyrábať bez emisií. Európa je síce v redukcii emisií najsvedomitejšia, avšak naráža na problém lacnejšej konkurencie z krajín, ktoré do dekarbonizácie toľko neinvestujú. Jednou z týchto krajín je napríklad Čína. Dôležité je preto globálne riešenie.

Dopyt vyrovnávacia energia - emisný strašiak

Prechod na obnoviteľné zdroje energie (OZE) v súčasnosti vyzerá ako logické a ekonomicky výhodné riešenie problému emisií v energetike. V prípade elektriny ale platí, že dopyt sa musí rovnať ponuke. Takto sa dostávame k problému variabilnej, teda nepredvídateľnej, zelenej energie a k zvýšenej potrebe tzv. dopyt vyrovnávacej elektriny. Vyrábajú ju prevažne elektrárne na fosílne palivá, ktoré sú v prípade potreby schopné rýchlo reagovať. Dekarbonizácia tejto časti energetického sektora síce nie je jednoduchá, ale je reálna. A predovšetkým je hlavnou oblasťou, na ktorú sa zameriavame my vo FUERGY.

Sektoru energetiky sa v mnohých krajinách za posledné roky darilo výrazne znižovať množstvo emisií. Najväčšiu zásluhu na tom mal práve prechod od uhoľných elektrární na plynové. Ukazuje sa, že OZE skôr pomáhajú pokrývať rastúci dopyt, než by nahrádzali elektrárne na fosílne palivá. Ak by sme chceli, aby v roku 2018 žiadne nepribudli, muselo by vzniknúť takmer 3,5-krát viac OZE, ako tomu reálne bolo. Napriek tomu však môžeme očakávať postupné vytláčanie fosílnych palív z energetiky. OZE však sami o sebe nebudú schopné fosílne elektrárne úplne nahradiť, práve kvôli spomínanej nepravidelnosti výroby energie.

Slnečno, avšak veterno, v noci dážď

Asi tak nejak by znela predpoveď ideálneho počasia pre OZE. Počasie však (zatiaľ) ovládať nedokážeme a záložné elektrárne potrebujeme aj kvôli nesúladu výroby a spotreby. Ten je spôsobený dennými spotrebnými špičkami, mimoriadnymi udalosťami (napr. vlny horúčav), či striedaním ročných období. Bezemisné riešenie tohto problému sa pritom skrýva pod pojmom energetické úložisko. Riešení, ako energiu skladovať, je hneď niekoľko. Rozlišujeme štyri kategórie úložísk: mechanické, chemické, elektrochemické a termálne.

V prípade krátkodobých výkyvov spôsobených počasím, alebo spotrebnými špičkami, ako je napríklad Duck curve, sa najväčšej popularite v poslednej dobe tešia lítium-iónové batérie. Vďaka svojej škálovateľnosti sú výhodným riešením aj pre domácnosti. Platí to ale iba pri vyrovnávaní krátkodobých výkyvov. Aby si táto technológia na seba dokázala zarobiť, musela by sa batéria nabíjať a vybíjať pomerne často, a to aj niekoľkokrát za deň. Softvér, akým je brAIn od FUERGY, dokáže nielen zostaviť veľmi presné predikcie o výrobe a spotrebe, ale aj rýchlo reagovať pri riadení nabíjania a vybíjania. Vďaka tomu dokáže skrátiť návratnosť investície už na pár rokov.

Energetická špajza na horšie časy

Problém však nastáva pri dlhodobejších výkyvoch v horizonte týždňov, či mesiacov. Tu už totiž klasické batérie nemusia byť najekonomickejším riešením. Našťastie odborníci už dávno pracujú s rôznymi metódami, ako energiu uchovávať aj dlhodobo.

Veľký význam majú mechanické metódy využívajúce gravitačnú a kinetickú energiu, ktoré sú technologicky jednoduché a odolné voči stratám energie v čase. Patrí sem napríklad prečerpávanie vody či inej tekutiny, alebo stlačený vzduch. Možností je však viac, „betónové vláčiky” jazdiace do kopca a naspäť, či žeriav dvíhajúci a skladajúci tehly. Aby boli tieto metódy čo najlacnejšie, často sa snažia využiť vhodné prírodné podmienky a už existujúcu infraštruktúru. V Spojenom kráľovstve napríklad rozmýšľajú o využívaní starých banských šácht, v ktorých by zdvíhali a spúšťali niekoľko tonové závažia.

Prekvapivo sa ukazuje, že skladovať energiu v podobe tepla vieme v niektorých prípadoch lepšie, ako vo forme elektriny, a to i na dlhšie obdobie - zohrievaním relatívne lacných materiálov, ako je piesok, rôzne horniny, ale aj betón. Základom je maximálna izolácia, ktorú zväčša poskytuje geologické podložie. Najväčšie termálne úložisko energie s objemom až 200 000 m3 sa nachádza v meste Vojens v Dánsku a umožňuje celoročne pokrývať až 50 % lokálnej spotreby tepla. Robí to prostredníctvom uskladneného tepla zo slnečného žiarenia.

Chemické riešenie dlhodobého uskladnenia elektriny predstavujú alternatívne palivá. Batérie, z kategórie elektrochemických riešení, tiež nie sú úplne mimo hry. Tzv. prietokové redoxné batérie fungujú na princípe uskladnenia energie pomocou dvoch elektrolytov. Takáto batéria má vysokú odolnosť voči samovybíjaniu a dlhú životnosť. Najväčšou nevýhodou je však pomerne drahé vanádium, ktoré sa na ich výrobu používa najčastejšie. Výskumníci však intenzívne a aj úspešne hľadajú lacnejšie alternatívy, a to aj na báze organických zlúčenín. Najväčšia vanádiová prietoková batéria s kapacitou 800 MWh by mala byť dokončená tento rok v provincii Dalian v Číne.

Technológie a spôsoby, ako eliminovať emisie teda máme. Niektoré len potrebujú trochu viac času, investícií a najmä politickej podpory. Medzitým ich však môžeme znižovať aj ako jednotlivci. Ako to urobiť čo najefektívnejšie? To vám prezradíme už čoskoro. Nezabudnite nás preto sledovať aj na našich sociálnych sieťach.

We are living in the future of energy. Are you?

Tags

Neprehliadnite

  • Zapojili sme najväčšie batériové úložisko na Slovensku! Prvé smart batériové riešenie brAIn s kapacitou 432 kWh oficiálne funguje a už teraz dosahuje výborné výsledky. A to sa umelá inteligencia ešte len uč… Viac
  • Ako vidí budúcnosť energetiky nový obchodný riaditeľ FUERGY – Miroslav Struž? Aké zmeny v rámci energetiky môžeme v najbližšej dobe očakávať? A v čom vlastne spočíva jej decentralizácia? Aj to sú niektoré z tém, o ktorých sme sa… Viac
  • Na ECO ENERGY TOUR s Thomasom Puskailerom učíme žiakov šetriť energiu Viete, ako vzniká elektrická energia? Ako ju môžete šetriť a prečo to vôbec robiť? A viete aké spotrebiče jej spotrebovávajú najviac? Viac

Osobné údaje

FUERGY model

Neplánujem používať fotovoltaické panely
Plánujem kúpu fotovoltaických panelov
Už používam fotovoltaické panely
Už vlastním elektromobil
Chcel/a by som si zakúpiť elektromobil
Neplánujem používať elektromobil
Súhlasím so spracovaním osobných údajov a akceptujem Zásady ochrany súkromia

Ďakujeme za poskytnutie vašich údajov. Čoskoro Vás budeme kontaktovať.

Kontaktuje nás

Súhlasím so spracovaním osobných údajov a akceptujem Zásady ochrany súkromia

Ďakujeme za poskytnutie vašich údajov. Čoskoro Vás budeme kontaktovať.

Kontaktuje nás

Súhlasím so spracovaním osobných údajov a akceptujem Zásady ochrany súkromia

Ďakujeme za poskytnutie vašich údajov. Čoskoro Vás budeme kontaktovať.