Magazynowanie energii na dużą skalę będzie możliwe dopiero za kilkanaście lat
Pixabay / @ jplenio / CC0

Największy potencjał związany z magazynowaniem energii na dużą skalę mają dziś magazyny bateryjne litowo-jonowe, ale magazynowanie energii na pełną skalę możliwe będzie dopiero za co najmniej kilkanaście lat.

Od początków energetyki, przypadających na koniec XIX w., jednym z ważniejszych problemów był sposób magazynowania wyprodukowanej elektryczności. Aż do obecnych czasów nie było efektywnych metod jej magazynowania.

Dlatego stawiano na przewidywalne jej źródła, np. w postaci elektrowni węglowych, a później również atomowych. To między innymi z tego powodu branża energetyczna z rezerwą traktuje odnawialne źródła energii, takie jak panele fotowoltaiczne czy wiatraki, gdyż nie zawsze można spodziewać się silnego słońca czy wiatru.

Obecny system energetyczny jest wciąż scentralizowany, a energia produkowana jest w dużych elektrowniach. Produkcja elektryczności jest dostosowywana do zapotrzebowania, które zmienia się w zależności od pory roku i dnia. Wahania sięgają nawet 30-40%.

Praca takiego systemu polega na bilansowaniu produkcji i zużycia, a duże niezbilansowanie powoduje szybką zmianę częstotliwości w sieci, co może prowadzić do awarii. Właśnie dlatego systemy są silnie scentralizowane i musimy polegać na dużych elektrowniach o przewidywalnym reżimie pracy.

wyjaśnia Prof. Konrad Świrski z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej

Inżynierowie od lat szukają sposobów magazynowania energii elektrycznej.

Wiele dotychczasowych koncepcji związanych jest z zamianą energii elektrycznej na inną formę energii np. mechaniczną czy grawitacyjną i ponownego odtworzenia z niej energii elektrycznej.

tłumaczy ekspert

Obecnie duże nadzieje naukowcy wiążą z przechowywaniem energii na sposób elektrochemiczny, czyli w magazynach bateryjnych. To w tej dziedzinie w ostatnich latach dokonano największego postępu. Wykonywane są coraz większe instalacje tego typu, są one również coraz tańsze. Zawdzięczamy to intensywnym pracom, związanym z konstrukcją baterii na potrzeby samochodów elektrycznych.

Największe magazyny bateryjne zbudowała w Australii firma TESLA. Kolejne, nieco mniejsze, powstają i są uruchamiane w USA i w Europie, zaś nowe projekty zakładają otwarcie magazynów o mocy większej niż 180 MW. Magazyny TESLI można porównać do wielkiej liczby połączonych ze sobą powerbanków – urządzeń wykorzystywanych na co dzień np. do podładowania telefonu.

Obecne magazyny energii korzystają z technologii litowo-jonowych, ale i wykorzystujących inne, rzadkie pierwiastki.

Branża oczekuje na rewolucję technologiczną i zastosowanie bardziej standardowych materiałów, być może krzemu – bo dostępność niektórych pierwiastków może być barierą w szybkim rozwoju dzisiejszych technologii.

wskazuje naukowiec

Pierwsze, stosunkowo duże magazyny z Australii czy USA „widoczne” są w systemie energetycznym, dlatego zaczynają mieć widoczny wpływ na zarządzanie i produkcję energii.

Dzięki nim wreszcie pojawia się możliwość efektywnego przechowywania energii choć jeszcze nie w skali, która rozwiąże wszystkie problemy. Jednak bardzo prawdopodobne, że za 10 czy 15 lat będzie to o wiele bardziej efektywne. Gdy magazynowanie energii będzie powszechne, koncepcja systemu energetycznego może się całkowicie zmienić, idąc nawet w kierunku jego pełnej decentralizacji.

przewiduje inżynier

W praktyce może to oznaczać bardzo szybki rozwój energetyki bazującej na OZE, w ramach której energia wreszcie mogłaby być magazynowana.

Te trendy są ze sobą połączone. Rozwój OZE wymusza badania i prace nad nowymi rodzajami magazynów. Kiedy one powstaną, nie będzie potrzeba tak dużo mocy rezerwowych w elektrowniach cieplnych.

W ocenie prof. Świrskiego pojawienie się wydajnych urządzeń magazynujących energię zlikwiduje problem związany z nieprzewidywalnością wytwarzania energii z OZE.

Dzięki tym „magazynom” bardziej powszechna stanie się też mała energetyka domowa. „Być może przełączymy się z sieci na własne domowe elektrownie, a zasilanie z sieci posłuży tylko w trybie awaryjnym.

przewiduje ekspert

W jego ocenie całkowita decentralizacja systemu energetycznego możliwa jest za 20-30 lat, ale rewolucja energetyczna właściwie już się rozpoczęła.

źródło: naukawpolsce.pap.pl