W poszukiwaniu św. Graala energetyki

fot. Rittal

Trwa wyścig o to, kto pierwszy opracuje i dostarczy technologię magazynowania prądu na szeroką skalę

Niemcy pobiły niedawno historyczny rekord produkcji energii ze słońca. Dokładnie 17 kwietnia o godzinie 13:00 w sieci pracowały panele fotowoltaiczne o łącznej mocy 25 gigawatów. Dla porównania, jest to odpowiednik blisko dwóch trzecich mocy, którymi dysponuje cała polska energetyka. Ale jeśli chodzi o niemieckie warunki, to jeszcze nie wszystko, bo tego samego dnia, tyle że godzinę później, w systemie dostępne były kolejne 24 gigawaty mocy w farmach wiatrowych.

Podsumowując, odnawialne źródła energii 17 kwietnia 2015 r. zaspokoiły w Niemczech ponad połowę dziennego zapotrzebowania na prąd. Wprowadziły też niezłe zamieszanie w tamtejszym systemie energetycznym. Wypchnęły z kolejki wiele czekających w gotowości elektrowni na węgiel i gaz. Zalew zielonego prądu sprawił, że cena energii elektrycznej w hurcie spadała momentami poniżej zera. Jak to możliwe? Żeby pozbyć się nadmiaru energii ze słońca i wiatru dostawcy byli w stanie dopłacić, byle tylko znaleźć odbiorcę.

A gdyby tak udało się zmagazynować nadwyżki wtedy, gdy prąd jest darmowy lub wart mniej niż zero i korzystać z niego wtedy, gdy nie ma słońca i jest bezwietrznie? Nad odpowiedzią na to pytanie najbardziej zaawansowane ośrodki naukowe i koncerny energetyczne głowią się od lat. Wynalezienie sprawnego sposobu na magazynowanie prądu po akceptowalnym koszcie to święty Graal światowej energetyki.

Budowa wielkich magazynów energii pozwoliłaby zwiększyć stabilność jej dostaw i ograniczyłaby konieczność budowy nowych elektrowni. W skali mikro, czyli dla miast, osiedli czy gospodarstw domowych, również oznaczałaby większe bezpieczeństwo i niezależność. Możliwe byłoby bardziej efektywne wpasowanie do systemu odnawialnych źródeł prądu, czy tanie zasilanie samochodów elektrycznych. Krótko mówiąc – chodzi o przewrót technologiczny, a właściwie energetyczny.

Dotychczas jednak nie udawało się opracować metody magazynowania, która byłaby wystarczająco efektywna. Przykład? Jeśli ruszymy z Warszawy najnowszą wersją najsłynniejszego na świecie samochodu elektrycznego – Tesla – to mimo jego przekraczającej 250 tys. zł ceny istnieje ryzyko, że nie da się bez ładowania baterii dojechać do Trójmiasta. Zamiłowanie do aut na prąd potrafi przetrzebić kieszenie najbogatszych. Norwedzy, którzy szczycą się tym, że w 2014 r. co piąty sprzedawany u nich samochód miał napęd elektryczny, w tym roku właśnie ze względu na hojny system wsparcia dla aut na baterie, liczą się ze spadkiem wpływów budżetowych z podatków od samochodów o 2 mld koron (blisko 1 mld zł).

Właściciel Tesli jednak nie daje za wygraną i firma pracuje nad nowymi, bardziej efektywnymi rozwiązaniami. Latem tego roku zacznie realizować pierwsze zamówienia na swój najnowszy produkt – Powerwall. To litowo-jonowa bateria domowego użytku, która może zmagazynować, w zależności od wersji – 7 lub 10 kWh energii. Jeśli przeliczyć to na polskie warunki, to z w pełni naładowanej baterii średnie gospodarstwo domowe (o rocznym zużyciu ok. 2400 kWh) można byłoby zasilić przez co najmniej dobę. Ograniczenia techniczne sprawiają jednak, że akumulator może obsłużyć rocznie tylko 50 cykli ładowania-rozładowania.

Tesla dąży do tego, by akumulator ładować energią z paneli słonecznej lub z sieci (gdy stawki będą najniższe) i będzie stanowić źródło energii w szczycie wieczornym lub zabezpieczenie na wypadek awarii. To na razie jednak tylko teoria. Już pobieżne analizy wykazały, że Powerwall nie będzie dobrze współpracować z dachowymi panelami słonecznymi i nawet w warunkach amerykańskiego rynku, czyli przy dużo wyższym niż np. w Polsce zużyciu energii na mieszkańca, instalowanie tej baterii nie jest dziś opłacalne. Niektóre amerykańskie media określiły wręcz Powerwall mianem „kolejnej drogiej zabawki dla zielonych bogaczy”.

Nawet jeśli Powerwall nie jest innowacją, która byłaby w stanie zrewolucjonizować całą energetykę, to stanowi spory krok naprzód. Akumulator o pojemności 10 kWh bez niezbędnej w tym przypadku przetwornicy i robocizny kosztuje 3,5 tys. dolarów, czyli przy dzisiejszym kursie około 12,7 tys. zł. W porównaniu z dostępnymi wcześniej technologiami oznacza ścięcie kosztów o około połowę. I z pewnością nie jest ostatnim słowem Elona Muska – właściciela Tesli.

Wprowadzenie tej baterii na rynek stanowi też krok naprzód ku temu, by magazynowanie energii trafiło „pod strzechy” na szeroką skalę. Wytycza kierunek, w którym zmierzają prace innowacyjne na całym świecie.

Niemcy również idą w kierunku wspierania domowych systemów magazynowania energii. W nadchodzących latach przybywać będzie instalacji, którym skończy się okres korzystania z przyznawanych w ramach reformy Energiewende taryf gwarantowanych (tzw. feed-in). Możliwość wspierania dalszej opłacalności małych instalacji OZE poprzez połączenie ich z akumulatorami wygląda kusząco. Dlatego największa w tej branży w UE firma Sonnenbatterie staje do wyścigu z Teslą. By wzmocnić swoje szanse, weszła w alians z amerykańską Songevity.

Justyna Piszczatowska, WysokieNapiecie.pl