Czy „baterie wodne” mogą rozwiązać problem magazynowania energii?
Rozwiązanie problemu magazynowania energii jest postrzegane przez wielu ekspertów jako Święty Graal energetyki. W tym aspekcie cały czas pojawiają się jednak innowacyjne rozwiązania z południowej Europy, który mogą przyśpieszyć marsz ku transformacji energetycznej – podaje brytyjski Financial Times.
Interesujący przykład z Portugalii
Elektrownia szczytowo pompowa na rzece Tâmega znajduje się w północnej Portugalii. Obiekt ten został wybudowany przez hiszpańską firmę Iberdrola kosztem 1,5 miliarda euro.
Jak podaje Financial Times, na terenie obiektu znajduje się 230-tonowy metalowy cylinder, który wiruje z prędkością 600 obrotów na minutę, napędzając zakopaną pod ziemią pompę, co nadaje nowe znaczenie idei wypychania wody pod górę. Jest to rdzeń portugalskiej elektrowni, której celem jest pokazanie, że pompowanie wody na wysokość 7 km w górę może stanowić istotną – i opłacalną z komercyjnego punktu widzenia – część systemu energetycznego opartego na zeroemisyjnej energetyce.
Jednak znawcy mają inną nazwę zbiornika na szczycie góry. Jest to „akumulator wodny” — o podstawowej koncepcji, misternie zaprojektowany i wysoce efektywny sposób magazynowania energii.
Interesujące jest, że elektrownia Tâmega pobiera z sieci nadwyżkę energii elektrycznej, generowanej głównie przez energię wiatrową i słoneczną, i wykorzystuje ją do pompowania wody ze zbiornika dolnego do górnego. Następnie w szczytowym okresie zapotrzebowania na energię, gdy sieć wymaga większej mocy, system jest uruchamiany na żądanie. Brama otwiera się i grawitacja co minutę spycha do tunelu miliony litrów wody. Pompa staje się turbiną i obraca metalowy cylinder w drugą stronę, wytwarzając energię elektryczną przy zerowym koszcie.
Produkcja energii jest znacząca, gdyż górny zbiornik ma moc 880 MW. Tâmega może generować do 24 godzin, a całkowita ilość zmagazynowanej tam energii wynosi 21 GWh, co wystarczy do naładowania 400 tys. akumulatorów pojazdów elektrycznych lub utrzymania 2,4 miliona domów w Portugalii przez cały dzień.
Magazyny energii to panaceum na bolączki OZE
Problemem, który rozwiązują elektrownie szczytowo-pompowe, jest zmienność energii wiatrowej i słonecznej od warunków pogodowych. Z drugiej strony gdy świeci słońce i wieje wiatr, panele słoneczne i wirujące turbiny wytwarzają znacznie więcej energii elektrycznej, niż można zużyć w dowolnym momencie. Ponieważ sieci energetyczne nie są w stanie obsłużyć nadmiaru energii, energię elektryczną trzeba gdzieś magazynować, w przeciwnym razie zostanie ona utracona.
Financial Times zwraca uwagę, że zapotrzebowanie na magazynowanie będzie rosło wraz z rozwojem energii odnawialnej. W 2023 roku Portugalia wygenerowała 61 procent energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych i planuje osiągnąć 85 procent do 2030 roku. W tym samym terminie Hiszpania chce osiągnąć 81 procent.
W elektrowni takiej jak Tâmega nadwyżkę energii elektrycznej można wykorzystać do „ładowania” zbiornika, często w ciągu dnia. Następnie wieczorem, gdy w domach pali się światło i urządzenia, pompa przełącza się w tryb turbiny i wytwarza energię.
Warto zwrócić uwagę, że elektrownie szczytowo-pompowe istnieją już od stulecia. Wiele obiektów, takich jak elektrownia Drax w Cruachan w Szkocji, zostało zbudowanych w latach 60. XX wieku w celu magazynowania nadwyżek energii elektrycznej z elektrowni jądrowych. Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej elektrownie szczytowo-pompowe odpowiadają obecnie za ponad 90 procent globalnego magazynowania energii elektrycznej, z czego duża część znajduje się w USA.
Jednak potrzeby są znacznie większe. W Hiszpanii i Portugalii Iberdrola posiada 100 GWh mocy w istniejących elektrowni szczytowo-pompowych, a kolejne 170 GWh są w budowie lub w przygotowaniu.
Jest jedno „ale”
Elektrownie szczytowo-pompowe to bardzo efektywny sposób magazynowania energii, jednak istotną wadą takich konstrukcji są ogromne nakłady inwestycyjne są ogromne, a budowa może zająć sześć lat lub dłużej. Jak podaje Iberdrola, na zakup Tâmegi spółka dostała pożyczkę w wysokości 650 mln euro od Europejskiego Banku Inwestycyjnego na zakup Tâmegi. Ponadto deweloperzy muszą także negocjować skomplikowane procedury wydawania pozwoleń oraz ostry sprzeciw mieszkańców i ekologów wobec planów wyburzania domów i zalania siedlisk przyrodniczych.
Z drugiej stronytTakie magazynowanie stanowi istotne uzupełnienie rosnącej globalnej roli energii wiatrowej i słonecznej w wytwarzaniu energii elektrycznej wolnej od emisji gazów cieplarnianych. Wyzwaniem dla przedsiębiorstw jest jednak znalezienie odpowiednich warunków, aby nowe projekty elektrowni szczytowo-pompowych stały się atrakcyjne ekonomicznie.
Financial Times / Jacek Perzyński
W grudniu udział OZE w polskim miksie wyniósł ponad 25 procent
