Užitečný CO₂. Google podporuje nový typ dlouhodobého ukládání elektřiny
foto: Energy Dome, se svolením/20 MW/200 MWh CO2 baterie společnosti Energy Dome
Google oznámil velké plány na využití technologie dlouhodobého ukládání elektřiny italské firmy Energy Dome. Jde o tzv. CO₂ baterii – zařízení, které ukládá energii do vysokým tlakem zkapalněného oxidu uhličitého.
První komerční instalace Energy Dome už běží na Sardinii: 2 000 tun CO₂ zde umožňuje dodávat výkon 20 MW (což samo o sobě není nic ohromujícího), a to po dobu zhruba deseti hodin. Taková úložná kapacita už je zajímavější – a to tím spíš, že tato technologie má oproti alternativám několik výhod.
Alternativou k CO₂ bateriím přitom nejsou lithium-iontová úložiště, o nichž především se mluví v souvislosti se záložními zdroji u datacenter (což je využití, které zajímá zmíněnou společnost Google). Ta jsou řešením pro krátkodobé nerovnováhy, zatímco CO₂ baterie má vykrývat dlouhé mezery v dodávce energie, typicky přes noc nebo až na 24 hodin.
Alternativou k CO₂ baterii je například přečerpávací elektrárna – ale tu postavit je s dnešními regulacemi v civilizovaném světě prakticky vyloučené. Reálných alternativ moc není, takže CO₂ baterie budou nakonec „soutěžit“ hlavně s plynovými elektrárnami.
Psali jsme
Ve městě Pornainen uvedli do provozu pískovou baterii s kapacitou 100 MWh a výkonem 1 MW. Zařízení představuje dosud největší systém svého…
Jak CO₂ baterie fungují
CO₂ baterie funguje tak, že ukládá energii do stlačení CO₂ a elektřinu pak vyrábí jeho expanzí přes turbínu. Využívá specifických vlastností oxidu uhličitého, především toho, že tento plyn je možné zkapalnit pouze vysokým tlakem, při běžné teplotě. To je důležité, protože nutnost chlazení (například kdybychom chtěli nahradit CO₂ vzduchem) technologii dramaticky prodražuje a snižuje její celkovou účinnost. Ta v případě CO₂ baterie dosahuje 75–80 procent – tedy stejně jako u zmíněných přečerpávacích elektráren (naše největší, Dlouhé Stráně, uvádí 75–78 procent).
Výhodami CO₂ baterií je dlouhá životnost (kalkulačně se uvádí 30 let), nulová degradace výkonu v čase a schopnost totálního nabití i vybití. Jejich investiční náklady uvádí Energy Dome i další zdroje v rozmezí 150–220 USD/kWh; při uvažovaném desetihodinovém využití tedy vychází náklady na instalovaný výkon na 1 500–2 200 USD kW.
Psali jsme
Solární výroba ve střední Evropě vzrostla během posledních pěti let z 5 TWh na 29 TWh; jde o nejvyšší tempo v celé EU, dvakrát rychlejší než…
Čistě optikou investičních nákladů vychází výkonová záloha v podobě plynové elektrárny levněji, protože jeden kilowatt výkonu vyjde na necelou polovinu, cca 600–1 000 dolarů. Ale každé spuštění ekonomiku zásadně mění: Jakmile plynová elektrárna neběží jen výjimečně, ale stovky hodin ročně, přestává fungovat jako levná pojistka a stává se drahým provozním nástrojem. A samozřejmě, CO₂ baterie má na rozdíl od plynové elektrárny ještě další funkci: odběrem elektřiny ve špičkách stabilizuje síť.
Čistě teoreticky, další možnou akternativou k CO₂ bateriím by mohly být takzvané gravitační baterie. Pilotní projekt v Česku, v opuštěném uhelném dole spravovaném státním podnikem Diamo, plánoval britský startup Gravitricity. Nesehnal však financování a projekt je momentálně u ledu. Bez ohledu na to však gravitační baterie, i kdyby se nakrásně ukázaly jako ekonomicky zajímavé, reálně alternativu k CO₂ bateriím stejně nepředstavují. Jsou totiž vázané na omezený okruh vhodných lokalit, zatímco CO₂ baterii lze postavit kdekoli, stačí pár hektarů volné plochy.