Skladování vyrobené elektřiny může být mnohem jednodušší, než se zdálo. A neobejdeme se bez něj

Sluneční a větrné elektrárny dodávají podle počasí někdy elektřiny málo, jindy moc. Jaderné elektrárny jedou ve stabilním režimu, je pro ně nevýhodné pořád měnit výkon. Všem se tedy hodí, pokud mohou nadbytek získané energie ukládat a použít později na vyrovnání spotřeby. Zatím je to drahé, ale ukazuje se, že existují levnější, na pohled až neskutečně jednoduché způsoby.

Za nejslibnější se momentálně obvykle považuje skladování energie v lithium-iontových bateriích, kterých ve světě stále přibývá. Jsou však drahé a pokud se používají pro ukládání velkého množství energie, již po několika hodinách ztrácejí svůj náboj. Nová vylepšení jen postupně snižují jejich cenu a zlepšují vlastnosti. Nadějně vypadá třeba možnost nahradit drahé lithium levným sodíkem.

„Bílé zlato“ ztrácí lesk. Vyplatí se kutat lithium pod Cínovcem?

Trhy

Lithium, kobalt, nikl a měď jsou kovy, bez nichž se neobejde výroba bateriových článků do elektromobilů, solárních článků ani větrných turbín. Země, které mají jejich těžbu pod palcem, si v éře nastupující elektromobility a transformace celého energetického odvětví malovaly pohádkové zisky. Pak ale přišlo něco nečekaného. Loni ceny těchto kritických nerostných surovin zažily mimořádný sešup. Nejhůře dopadlo lithium, jehož největší evropské naleziště je pod Cínovcem v Krušných horách.

Zdeněk Pečený

Přečíst článek

Americká společnost Form Energy tedy zkouší jinou baterii. Je založena na oxidu železitém, lidsky řečeno na rzi.

Funguje tak, že při nabíjení elektrický proud elektrochemicky přeměňuje rez na železo a při tom se uvolňuje kyslík. Při vybíjení baterie nasává kyslík zpátky ze vzduchu, železo se jeho působením opět mění na rez a vzniká elektřina.

Společnost získala od investorů 360 milionů dolarů a začala stavět továrnu na takové baterie v Západní Virginii.

Gravitační trezor je fyzikálně nesmyslný, ekonomicky významný

Jak však připomíná populárně vědecký časopis New Scientist, existují úplně jiné a ještě jednodušší postupy. Jednomu z nich se někdy nadneseně říká gravitační trezor, jindy skromněji gravitační úložiště. Příkladem jsou přečerpávací elektrárny,třeba technicky velmi zajímavá přečerpávací elektrárna Dlouhé stráně v Jeseníkách na Šumpersku.

Podstatou je, že v době přebytku se elektřina využije k tomu, aby poháněla čerpání vody z nízko umístěného zdroje do nádrže někde na kopci. V době energetické špičky se pak odtud voda přes turbínu spouští zase dolů a elektřinu vyrábí.

Fyzikálně to vůbec nedává smysl, protože elektřiny v důsledku ztrát celkově ubude. Ekonomicky a vlastně i ekologicky to však smysl má: nadbytečná a tedy levná elektřina se uloží a do sítě se vrátí za špičky, kdy její potřeba i cena vzrostla.

Čína usiluje o dominanci na světovém trhu se zeleným vodíkem, ale drží si svá tajemství

Zprávy z firem

Čína už předběhla Evropu i Ameriku ve vývoji a výrobě levných elektromobilů. A teď už zřejmě směřuje k tomu, že bude dominovat také ve výrobě „zeleného“ vodíku, který by měl být významným plynem budoucnosti nejen v dopravě, ale zejména v průmyslu.

Josef Tuček

Přečíst článek

Jáma a závaží bude možná i v Darkově

Obdobou pak jsou systémy, kdy se nahoru a dolů dopravuje nějaká zátěž. Velký projekt teď připravuje britská společnost Gravitricity ve vytěženém finském rudném dole Pyhäsalmi. V hluboké důlní šachtě bude umístěno mohutné závaží a mechanismus bude připojen ke generátoru. Při přebytku elektřiny se bude závaží vytahovat nahoru, při nedostatku se spustí dolů a elektřina z generátoru se vrátí do sítě. Společnost jedná o využití své technologie také v Německu a v České republice v bývalém dole Darkov.

Jiné projekty zkoumají, jak vybudovat podobné gravitační systémy i bez vody nebo bez hlubinného dolu: podstatou by měla být jakási lanovka, která by zátěž (písek, štěrk) tahala nahoru a pak ho nechala sjet zase dolů a vyrobit elektřinu.

Výhodou gravitačních úložišť je jejich relativní pružnost: v jednu chvíli energii akumulují a vzápětí ji pouštějí do sítě.

Seriál Elektromobilita: Jak šel čas s elektromobily a co přinese jejich nejistá budoucnost

Money

Chcete vědět vše o elektromobilech a elektromobilitě, ale nechcete číst desítky studií? Sledujte nový seriál Elektromobilita, který pro newstream.cz každý týden připravuje tým mladých podnikatelů AutosEU Jakuba Hotěka (vlevo) a Kryštofa Kněžínka.

nst, Adéla Mrzílková

Přečíst článek

Teplo uložené v cihlách

Ještě jednodušším nápadem je ukládání energie do hromady hliněných cihel vožených mezi dvě topná tělesa. Asi jako v obřím topinkovači. Tím se zabývá například kalifornská společnost Rondo Energy a na svůj nápad získala 60 milionů dolarů mimo jiné od společnosti Microsoft a saúdskoarabského ropného gigantu Aramco. Dalších 75 milionů dolarů poskytla americká vláda na ukázkové instalace ve dvou továrnách ve státech Kentucky a Illinois.

Nadbytečná energie z obnovitelných zdrojů získaná v době silného slunečního svitu nebo za větrného počasí se má přivádět k topným tělesům, které rozehřejí hliněné cihly až na 1 500 °C. Teplo se v nich uchová několik dní. Teplovodem se pak buď odvede do vhodné blízké továrny, která jej spotřebuje ve svých provozech, anebo se využije pro výrobu páry, jež pak v parní turbíně zase vyrobí elektřinu.

Mezi jiné vcelku jednoduché nápady ověřované různě po světě patří i ten, podle něhož se v nádrži pořádně stlačí vzduch a pak se použije k pohonu pístů.

Uhlí patří pod zem. Nadějí pro energetiku je uměle vyráběný perovskit

Enjoy

Od minerálu perovskit se čeká, že pronikavě zlepší efektivitu fotovoltaických panelů pro výrobu elektřiny ze slunce. Sluneční články, v nichž je perovskit spojen s obvyklým křemíkem, už v laboratorních podmínkách dosahují účinnosti 34 procent, což je dvojnásobek oproti běžné fotovoltaice. Umožní to fotovoltaice nahradit fosilní elektrárny?

Josef Tuček

Přečíst článek

Výhody roztavené soli

Jiným experimentálně ověřeným nápadem je systém zrcadel odrážejících sluneční paprsky do jednoho místa, kde jejich teplo roztavuje obyčejnou sůl na teplotu kolem tisíce stupňů Celsia. Nahromaděná energie se pak užije zejména v noci.

Obdobný systém, avšak pro skladování energie z obnovitelných zdrojů, připravila společnost Kyoto (proklik: https://www.kyotogroup.no/). Navzdory názvu není z Japonska; sídlí v Norsku, kde jsou bohaté zdroje elektřiny z větru. Ta se použije k roztopení soli, v níž se energie uloží.

Systém společnosti Kyoto loni úspěšně prošel ověřením. Pravda, bylo to o něco jižněji, v tepelné elektrárně Nordjylland u města Aalborg v Dánsku. Tam akumuluje tepelnou energii a uvolňuje ji pro výrobu elektřiny podle potřeby dánské energetické sítě.

Baterie pro elektromobily, která nehoří, ale sama se uhasí

Zprávy z firem

Problémem elektromobilů jsou jejich baterie. Pokud začnou hořet, nedá se požár téměř uhasit. Takže existuje poptávka po méně hořlavých či nejlépe úplně nehořlavých bateriích. A vědci nabízejí možnosti, jak poptávku naplnit.

Josef Tuček

Přečíst článek

Trh roste

Na obzoru zatím není univerzální systém skladování elektřiny. Není ani jisté, které nápady uspějí. To se ukáže až podle jejich ekonomické výhodnosti ve velkých praktických provozech i podle toho, jak se dokážou zapojit do existující nebo budoucí energetické infrastruktury. Dá se očekávat, že se uplatní podle lokálních podmínek a budou se navzájem doplňovat.

Trh pro ně už ale existuje a roste. Podle propočtu mezivládní Mezinárodní agentury pro obnovitelnou energii se celková spotřeba elektřiny ve světě do roku 2050 ve srovnání s rokem 2020 ztrojnásobí. Plných 91 procent této elektřiny bude pocházet z obnovitelných zdrojů. Bez efektivního skladování elektřiny to nepůjde.

Ekologové, ekonomové, kutilové – ti všichni chtějí sluneční elektrárnu, ukazuje český výzkum

Zprávy z firem

Proč si běžní lidé v Česku pořizují fotovoltaické panely pro domácí výrobu elektřiny? Motivací bývá ekologické povědomí, ale častější je ekonomická rozvaha. Ve hře však bývá i kutilství a zájem o techniku. Což je fajn, protože takto k cíli směřuje více důvodů.

Josef Tuček

Přečíst článek