Baterie to nevyřeší – potřebujeme solární termální technologii, která nám pomůže přežít noc

7. 2. 2025

Musíme také najít nové a lepší způsoby, jak vytvářet teplo pro průmyslové procesy. Obnovitelné zdroje mohou dodávat velkou část tohoto tepla během dne, ale skladování energie bude nutné k uspokojení nočních tepelných potřeb průmyslu.

Solární termální technologie má potenciál poskytovat jak dlouhodobé skladování, tak průmyslové teplo, přesto byla v australském kontextu do značné míry přehlížena. To se brzy změní.

Plán skladování obnovitelné energie CSIRO uvádí, že k uspokojení australských potřeb skladování energie, zejména v noci, bude zapotřebí kombinace technologií napříč sektory. Důležitou součástí mixu bude solární termální energie.

Samotné baterie to nevyřeší. Jsou vhodné pro krátkodobé skladování, které se pohybuje od pouhých minut až po hodinu nebo dvě. Potřebovali byste jich ale strašně moc, s obrovskými náklady, na pokrytí 8–12 hodin. Solární chlazení se stává nákladově efektivní pro dlouhodobé skladování ve velkém měřítku a přináší i další výhody.

Představujeme skladování tepelné energie

Australský operátor trhu s energií (AEMO) identifikoval skladování v délce 4 až 12 hodin jako "nejnaléhavější potřebu v příštím desetiletí". To je to, co je zapotřebí "ke zvládnutí silnějších denních výkyvů ve výrobě solární a větrné energie a k uspokojení spotřebitelské poptávky, a to i během extrémnějších dnů, kdy kapacita uhlí klesá".

Většina lidí ví o lithium-iontových bateriích, (chemických) úložištích a přečerpávacích vodních (mechanických) skladech. Skladování tepelné energie však není dobře pochopeno ani rozpoznáno. Částečně je to způsobeno vnímanými náklady a technickými problémy. S tím, jak se po celém světě staví koncentrované solární termální elektrárny – jen v Číně se jich vyvíjí 30 – se však znalostní základna rozšiřuje.

Více než 80 % celkové spotřeby energie v Austrálii zahrnuje tepelný proces:

• spalování uhlí a plynu pro výrobu elektřiny
• spalování paliv pro dopravu
• spalování paliv pro průmyslové procesní teplo.

Velkou část těchto stávajících tepelných procesů založených na fosilních palivech lze pokrýt skladováním tepelné energie z obnovitelných zdrojů.

Plán CSIRO zjistil, že skladování tepelné energie je relativně nízkonákladové řešení s mnoha aplikacemi, včetně výroby energie v užitkovém měřítku, výroby obnovitelných paliv a tepla z průmyslových procesů.

Pro výrobu energie v užitkovém měřítku je nejlevnější technologií pro osmihodinové skladování v roce 2050 skladování tepelné energie pomocí koncentrované solární tepelné energie. Náklady v roce 2050 činily mírně přes 100 australských dolarů/MWh, ve srovnání s lithium-iontovými bateriemi na úrovni 140 australských dolarů/MWh a přečerpávacími vodními elektrárnami na úrovni přibližně 155 australských dolarů/MWh.

U čtyřiadvacetihodinových skladovacích technologií v roce 2050 bylo skladování tepelné energie opět nejnižším nákladem ve výši 99 australských dolarů/MWh, ve srovnání s přečerpávacími vodními elektrárnami s 145 australskými dolary/MWh nebo se zásobníkem tepelné energie napájeným ze sítě (pomocí solární fotovoltaiky a větru) s 150 australskými dolary/MWh.

Krátkodobé skladování pravděpodobně zůstane doménou lithium-iontových baterií po dobu nejméně dvou hodin a možná až čtyř hodin.

Zde je návod, jak to funguje

Koncentrovaná solární tepelná energie využívá zrcadla k přeměně slunečního světla na tepelnou energii. Tato tepelná energie se obvykle ukládá.

Uložená tepelná energie pak může být v kteroukoli denní nebo noční dobu na vyžádání využita k výrobě páry pro výrobu elektřiny nebo tepla/páry pro průmyslové procesy.

Systém typicky zajišťuje šest až 24 hodin provozu. To znamená, že koncentrovaná solární energie může poskytovat nepřetržitý výkon na vyžádání a/nebo procesní teplo 24 hodin denně, 7 dní v týdnu. Může také současně vyrábět energii a ukládat teplo.

Uložená tepelná energie se typicky využívá v noci. Koncentrované solární tepelné systémy rozmístěné v Číně, Španělsku, Spojených státech, Jižní Americe, Africe a na Středním východě mají obecně více než deset hodin skladování, což umožňuje výrobu obnovitelné energie a tepla přes noc.

Koncentrovaná solární termální energie je také synchronní technologie, protože využívá tradiční rotující turbíny (identické s těmi, které se používají v uhelných elektrárnách). To vytváří tolik potřebné systémové a frekvenční služby do sítě. V podstatě, když se uhelné elektrárny zavřou, koncentrovaná solární termální energie je technologie, která by mohla i nadále poskytovat základní systémové služby.

Zatímco po celém světě bylo rozmístěno více než 100 koncentrovaných solárních tepelných elektráren generujících energii 7 GWh, v Austrálii tato technologie dosud nebyla ve velkém měřítku nasazena. To se brzy změní s výstavbou 30 MW koncentrované solární tepelné elektrárny v Port Augusta, kterou společnost Vast Solar částečně podpořila federální vláda.

Projekt bude mít deset hodin skladování tepelné energie pro výrobu energie pro dodávky do sítě, a to především v noci. Projekt také poskytne obnovitelné teplo a elektřinu pro výrobu více než 7 000 tun zeleného (obnovitelného) metanolu ročně. (Metanol je základním chemickým stavebním kamenem pro stovky spotřebních a průmyslových výrobků, jako jsou barvy, koberce, tkaniny, stavební materiály a kapalná paliva).

Dbejte varování

S budováním dlouhodobých systémů skladování energie musíme začít již nyní, abychom měli bezpečnou a spolehlivou energii, když nesvítí slunce a nefouká vítr. Musíme také nahradit fosilní paliva používaná k výrobě tepla z průmyslových procesů.

Sektory, jako je těžba, průmysl, doprava, zemědělství a domácnosti, vyžadují bezpečnou, spolehlivou a cenově dostupnou obnovitelnou energii. V mnoha odvětvích se tato potřeba vyskytuje v noci, a to vyžaduje skladování.

Zdroj v angličtině: ZDE