1GW: Kanadský Hydrostor připravuje obří baterie se stlačeným vzduchem pro dlouhodobou akumulaci

S rozvojem obnovitelných zdrojů energie, které jsou většinou velmi nestálé, roste potřeba uskladnit veliké množství energie. Mezi nejvíce slibné systémy pro velkokapacitní skladování energie patří technologie stlačeného vzduchu (CAES). První velkokapacitní komerční zařízení na bázi CAES buduje kanadský startup Hydrostor v Kalifornii. Měly by pojmout až 10 GWh energie.

Zdroj Hydrostor

Největší akumulátor světa

Pomocí technologie stlačeného vzduchu (CAES) by v budoucnosti mohla řada zemí světa akumulovat energii z obnovitelných zdrojů energie (OZE), zejména z větrných či solárních elektráren. Zejména by byla vhodná pro zimní měsíce, kdy je poptávka po elektřině vyšší.

První CAES projekty mohou být jednou z mnoha cest, jak do budoucna zajistit elektrickou soběstačnost. V praxi se již testují několik let v USA a Německu. První zařízení CAES na světě je v Huntorfu mezi Brémami a Oldenburgem v severním Německu. Je v provozu už od roku 1978.

Výstavbou fyzikálních baterií na stlačený vzduch se zabývá také kanadský startup Hydrostor. Jeho záměrem je v Kalifornii vybudovat dvě zařízení typu CAES o výkonu 1 000 MW. Náklady na tyto projekty dosáhnou téměř 1,5 milardy USD.

První z těchto zařízení vyroste v Rosamondu v Kalifornii. Cílem Hydrostor je jeho spuštění v roce v roce 2026. Druhá akumulátor na bázi CAES by měl vzniknout později, rovněž v Kalifornii, ale doposud není známá lokalita, kde bude umístěn.

Každý zařízení s akumulací pomocí CAES by mělo mít výkon 500 MW a disponovat celkovou úložnou kapacitou cca 4 GWh energie. Akumulace energie v CAES neprodukuje žádné emise a nepotřebuje palivový pohon, energii čerpá buď z OZE či ze sítě, resp. jejího přebytku (například v noci).

Princip fungování

Hydrostor využívá technologii „stlačování vzduchu do podzemí“ CAES (Compressed air energy storage), ve variantě A-CAES, jako adiabatický CAES systém. Takové zařízení uchová teplo, které odejme při stlačování obyčejného vzduchu do podzemního úložiště. Při návratu energie do rozvodné sítě zařízení použije k zahřátí stlačeného vzduchu právě uložené teplo. Toto uspořádání zvyšuje efektivitu fyzikální baterie.

Výhodou systému akumulace pomocí CAES je vysoká doba skladování (v řádu několika hodin až dní) a to hlavně z důvodu velmi malých ztrát vzduchu z kaveren. Hlavní nevýhodou je potřeba dostatečně velkých prostorů v podzemí, aby byla výstavba ekonomicky únosná.

Princip CAES funguje podobně jako přečerpávací elektrárny. V době nízkého odběru proudu se „nadbytečná“ elektřina využije na stlačování vzduchu do podzemních zásobníků. Ve špičce se stlačený vzduch vrací z podzemí zpět, aby poháněl turbíny napojené na generátor s využitím právě stlačeného vzduchu. Tímto způsobem se omezí výkyvy při výrobě energie z OZE způsobené změnou přírodních podmínek.

Ekonomická výhodnost

Oba obří akumálatory společnosti Hydrostor v Kalifornii by mohly uskladnit až 10 GWh energie, kterou bude možné při vysokém výkonu uvolňovat do sítě po dobu 8 až 12 hodin. Takové parametry jsou výhodné pro obhospodařování obnovitelných zdrojů energie. Tyto systémy Hydrostor provozuje již v Kanadě od roku 2017.

Velkou výhodou CAES od společnosti Hydrostor je jejich dlouhá životnost. Měly by být schopné provozu déle než 50 let. Právě dlouhá životnost těchto baterií se projeví na jejich ekonomické výhodnosti- tj. z pohledu na celkové náklady na akumulaci po dobu životnosti zařízení.

I když tradiční lithium-iontové baterie v některých ohledech předčí akumulátory na bázi CAES, ale při dlouhém provozu bude jejich nákladnost podstatně narůst. Li-Ion baterie mají menší dobu životnosti (cca 10-15 let podle cyklyčnosti) a je nutné je pravidelně měnit.

Níže uvedené video popisuje fungování CAES od společnosti Hydrostor v praxi.