„Vzduchové batérie“ na morskom dne ako lacnejšie dlhodobé skladovanie energie

Bezuhlíková energetická sieť budúcnosti vyzerá pozoruhodne zložito. Slnečné, veterné a iné obnoviteľné zdroje energie budú prispievať energiou, keď môžu, čo však nie vždy zodpovedá dopytu. Aj preto budú rozhodujúce riešenia na skladovanie a uvoľňovanie získanej energie, ktoré budú potrebné pre celý rad rôznych časových rozsahov.

A potom je tu dlhodobé skladovanie, ktoré sa pokúsi uchovať energiu na zimu, keď nastane sezónna prestávka v solárnej výrobe, ktorú vietor nemusí nahradiť. To je oblasť, ktorej sa chce venovať aj spoločnosť BaroMar so svojim zaujímavým pohľadom na systéme skladovania energie stlačeným vzduchom.

Technológia skladovania energie stlačeným vzduchom zahŕňa použitie prebytočnej energie na spustenie kompresorov, typicky na čerpanie vzduchu do veľkých pevných nádrží, kde sa môže skladovať pri vysokom tlaku a potom sa uvoľňuje cez nejaký druh turbíny, ktorá môže poháňať generátor na regeneráciu energie. Je to už pomerne cenovo výhodná možnosť skladovania energie. No spoločnosť BaroMar tvrdí, že dokáže poraziť tradičné systémy v dlhodobom skladovaní energie pomocou jej nenáročného riešenia.

V zásade budú závody spoločnosti umiestnené v blízkosti pobrežia s prístupom k hlbokej vode. A namiesto veľkých vysokotlakových nádrží využíva spoločnosť BaroMar tlak vodného stĺpca na uskladnenie stlačeného vzduchu v oveľa lacnejších krytoch.

Reč je o sérii veľkých a lacných betónových a oceľových nádrží s klietkami plnými kameňov na ich vrchu, aby zostali ponorené v hĺbkach 200-700 metrov. Tieto nádrže majú okolo seba množstvo ventilov prepúšťajúcich vodu a začínajú naplnené morskou vodou. Kompresorové a generátorové systémy sú blízko na suchej zemi a keď je potrebné absorbovať prebytočnú energiu, kompresor privádza okolitý vzduch do týchto nádrží dlhými hadicami pri tlaku 20 – 70 barov, v závislosti od hĺbky.

Stlačený vzduch vytláča vodu z nádrží, ale keďže sa hydrostatický tlak vonkajšej vody vyrovnáva s vnútorným tlakom vzduchu, nádrže nemusia byť ani zďaleka také silné alebo drahé ako pozemné nádrže, ktoré musia držať vysoký tlak vnútorného vzduchu proti bežnému atmosférickému tlaku zvonku.

Keď je čas získať energiu naspäť, systém umožní, aby vzduch prúdil späť do hadice do systému rekuperácie tepla, po ktorom nasleduje turboexpandér, ktorý poháňa generátor. Na druhom konci voda prúdi späť do nádrže, pripravená na opätovné vytlačenie, keď kompresor beží.

Podľa inžinierskej poradenskej spoločnosti Jacobs, ktorá bola poverená navrhnutím pilotného projektu na Cypre, cieľom je spiatočná účinnosť okolo 70 %. To je približne rovnako ako najväčšia elektráreň na svete na skladovanie stlačeným vzduchom 100-MW, 400 MWh inštalácia v Zhangjiakou v severnej Čína. Je to aj veľmi vysoká účinnosť v porovnaní s tradičnými systémami stlačeného vzduchu. Tento pilotný projekt bude samozrejme oveľa skromnejší, keďže uskladní len 4 MWh.

Spoločnosť BaroMar tvrdí, že by mala poraziť konkurenčné možnosti dlhodobého skladovania energie z hľadiska nákladov, a to vďaka svojim dlhotrvajúcim, veľmi lacným nádržiam a nízkymi až nulovými nákladmi na údržbu pod vodou. Tvrdí pritom, že by mohla prevádzkovať inštaláciu s výkonom 100 MW / 1 GWh 350 dní v roku po dobu 20 rokov, a že dokáže poskytnúť vyrovnané náklady na skladovanie vo výške 100 USD za MWh v porovnaní s „inými technológiami“, ktoré sa cenovo približujú k 131 USD za MWh.

Samozrejme, existujú problémy so všetkým, čo je navrhnuté tak, aby fungovalo 20 rokov pod morom. Spoločnosť Jacobs, ktoréj úlohou je skutočne navrhnúť vec podľa štandardu, ktorý sa dá postaviť, naznačuje prekážky, ktoré treba prekonať.

„Tento projekt si vyžaduje rozsiahle geofyzikálne, geotechnické a batymetrické prieskumy, skúmanie, štúdie uskutočniteľnosti a povoľovanie inštalácie nádrží v hlbokých hĺbkach pre potreby pobrežných mechanických a elektrických zariadení,“ uviedol v tlačovej správe Fiachra Ó Cléirigh, viceprezident spoločnosti Jacobs.

Ak nápad spoločnosti BaroMar urobí to, čo tvrdí, bude to zaujímavé riešenie dlhodobého skladovania udržateľnej energie pre množstvo lokalít, keďže mestá sú dosť často blízko pobrežia.