Šejkové věří horkým bateriím

25.3.2019

BATERIE - Ve Spojených arabských emirátech byla připojena do sítě největší baterie na světě. Má zemi mimo jiné ušetřit ropu na vývoz.

Zoom gallerySpojené arabské emiráty jsou dnes ropná velmoc, ale nechtějí jí být napořád. Tamní šejkové schválili plán, podle kterého by v roce 2050 měly dodávat šedesát procent celkově vyrobené elektřiny v zemi obnovitelné zdroje. Jeho naplnění vyžaduje ovšem značnou míru snahy a investic.

Nejde přitom o stavbu samotných zdrojů, tedy především fotovoltaiky, ale také dostatečných kapacit pro ukládání energie na dobu, kdy obnovitelné zdroje nevyrábějí. Země má například v horách na jihovýchodě (které mimochodem sahají do výšky cca 1900 metrů) rozpracovaných či připravených několik přečerpávacích elektráren. A v rovinaté oblasti kolem města Abú Zabí pak přišla řada na stavbu z dnešního hlediska opravdu obřích baterií.

Celý projekt se skládá z 15 úložišť na deseti různých lokalitách hlavního města Abú Zabí, která se stavěla během posledních několika let. Tucet z nich má maximální výkon 4 MW, doplňují je pak tři větší 20MW baterie. Provozovatel je postupně propojoval tak, že vznikla rekordní „virtuální baterie“, kterou lze ovládat jako jeden celek, s maximálním výkonem 100 MW a kapacitou 648 MWh.

Virtuální baterie v Abú Zabí pokryje spotřebu dvaceti tisíc domácností na šest hodin

Velmi zhruba řečeno by tak mohla pokrýt spotřebu dvaceti tisíc domácností na šest hodin. Název „virtuální baterie“ neznamená nic jiného než to, že z pohledu sítě se baterie chová jako jeden celek, i když fyzicky to jeden celek není. Je odvozený od vzoru v energetice již dlouho zavedeného tzv. „virtuálního bloku“, což je skupina menších zdrojů, které se řídí dohromady jako celek. (V Česku se bohužel ještě plete s nabídkou pro majitele fotovoltaiky, kteří v jejím rámci mohou dostávat platby za přebytky dodané do sítě.)

Síra a sodík

Stejně jako v případě zatím ještě větší připravované baterie v Číně (která by ovšem měla stát fyzicky na jednom místě) ale konstruktéři nesáhli po známých „lionkách“, jaké používá například velké úložiště postavené firmou Tesla v Austrálii. V Emirátech byly použity systémy japonské firmy NGK, která se snaží dlouhodobě prosadit s tzv. sodíko-sírovými bateriemi.

Jde o robustní typ baterie využívající anorganických elektrolytů. Během vybíjení záporná sodíková elektroda oxiduje na oxid sodný a na rozhraní elektrody a elektrolytu se vytvářejí sodíkové ionty. Ty putují přes membránu z oxidu hlinitého (Al2O3) na kladnou elektrodu, kde se redukují za vzniku sulfidu sodného (Na2S4). Při nabíjení pak probíhá proces opačný.

Zoom gallery

(foto: Sodíko-sírové bateriové systémy japonské firmy NGK. Systém, který se vejde do čtyř kontejnerů, má maximální výkon 0,8 MW a celkovou kapacitu 4,8 MWh.)

 

I když baterie používá na rozdíl od lithiové konkurence téměř výhradně laciné a snadno dostupné materiály, samozřejmě není levná. Konstrukce musí být poměrně pevná a kvalitní, především kvůli přítomnosti velmi reaktivního kovového sodíku.

Navíc vysoké pracovní teploty zhoršují problém s korozí a konstruktéři s tím musejí počítat. Sodíko-sírové baterie konstruují jako víceplášťové vzduchotěsné nádoby z nerezové oceli. Jednotlivé články (řazené obvykle do sériově paralelního pole) musejí být rovněž hermetické a jsou od sebe odděleny ještě navíc vrstvou izolačního materiálu, často písku, který mimo jiné slouží i jako protipožární izolace.

Větší nádrž

Proč padla volba na sodíko-sírový systém? Asi už jste uhodli sami: klient chtěl baterie s větší kapacitou, tedy schopnou dodávat špičkový výkon po delší dobu, v tomto případě alespoň šest hodin. Postavit takový systém z lithiových baterií by bylo podstatně dražší.

U sodíko-sírových baterií a dalších podobných typů, jako jsou třeba vanadové průtokové baterie, určuje celkovou kapacitu do značné míry velikost „nádrže“ na kladný a záporný elektrolyt, který je sám o sobě poměrně levný. Stejně jako u jiných průtokových baterií, například vanadových redox baterií, je tedy poměrně levné navýšit kapacitu úložiště, naopak je relativně drahé zvyšovat jejich výkon, jinak řečeno velikost aktivní plochy a počet článků v bateriovém svazku.

Uvidíme, zda to ovšem bude v Emirátech. Jejich síť údajně nepotřebuje úložiště s větším výkonem než 100 MW. Takové lithiové baterie již ve světě stojí a jejich stavba v podstatě není nic náročného. Ovšem žádná z nich nedokáže takový výkon dodávat po dobu delší než zhruba hodinu a půl, pak musí naskočit jiné záložní zdroje. V Emirátech se ovšem chtěli zbavit nutnosti takové zdroje stavět a udržovat, a tak se rozhodli pro větší baterii, která by dokázala pokrýt spotřebu v nouzovém případě až po šest hodin.

Baterie do horka

Další výhodou proti lithiovým bateriím jsou poněkud netradiční provozní parametry sodíko-sírových baterií. Jejich provozní teplota je kolem 300 až 350 °C. Nevyžadují tak důkladné chlazení, které je v pouštním prostředí větším problémem než například v našich zeměpisných šířkách.

Energetické hustoty podobných baterií nejsou špatné, pohybují se i nad 150–170 Wh/kg, jsou tedy zhruba pětkrát vyšší než u „klasických“ olověných baterií. Účinnost v cyklu nabití/vybití se pohybuje někde nad sedmdesáti procenty, což není úplně úžasná hodnota. Nízká účinnost by ovšem nebyla problémem, pokud by byla nízká také cena.

60 % elektrické spotřeby Spojených arabských emirátů by v roce 2050 měly pokrýt obnovitelné zdroje.

Výrobce, japonská společnost NGK, slibuje, že by baterie pro instalaci ve Spojených arabských emirátech měly fungovat se zhruba 90% účinností alespoň patnáct let, což by mělo představovat zhruba 4500 stoprocentních vybití a nabití. To výrazně překonává výkony lithiových baterií, u kterých by byl úbytek výkonu za stejnou dobu určitě o pár desítek procent vyšší. Přesně by záleželo na tom, jak by se ve skutečnosti využívaly. „Lionky“ se rozhodně nemohou pravidelně vybíjet až „do nuly“; to by je poničilo zcela zásadně. Pro sodíko-sírové baterie by to ovšem neměl být problém.

Vyplatí se? Nevíme

Uvidíme, zda se skutečně podaří tento slib splnit. Degradace materiálů, a tím i kapacity baterií, u nich obecně vždy představovala problém. V každém případě se ukazuje, že ani v ukládání energie neexistuje jediné řešení, které by vyhovovalo všem. Tesla a další výrobci lithiových baterií nebudou moci v ceně za jednotku uložené energie konkurovat jiným technologiím, a NGK zase svoje sodíko-sírové baterie do elektromobilu nedostane. Zdá se také jisté, že „virtuální“ energetické celky spojující nejen baterie, ale často i menší výrobny, jako jsou například solární elektrárny, budou trendem blízké budoucnosti.

Ovšem těžko můžeme nyní odpovědět na klíčovou otázku, zda se projekt zaplatí, k dispozici není dostatek informací. Nepochybně jde o kapitálově velmi náročný projekt s dlouhou návratností. Nejdůležitější veličinou je tedy „cena peněz“ pro stavbu použitých, a ta bývá u projektů se státní účastí a podporou jako v tomto případě spíše nízká.

Velká baterie pomůže naplnit nejen „klimatické cíle“ a usnadní řízení sítě, ale měla by uvolnit také ropu na vývoz. Omezí totiž nutnost využívání dieselagregátů, které se v zemi s velmi levným benzínem a naftou používají k vykrytí špiček. A palivo, jež se takto ušetří, může jít na export.

(spe)

Svět plný energie > Témata > Šejkové věří horkým bateriím

Stránka nebyla nalezena.

Stránka, kterou hledáte, byla pravděpodobně odstraněna, byla změněna její adresa nebo je dočasně nedostupná.
Aktuality
15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

17.12.2018 Finové se těší na jaderný odpad

AKTUALITY - Začátkem prosince 2018 uložili technici na katastrálním území obce Eurajoki dvě nádoby z mědi a oceli s falešným jaderným odpadem. Uvnitř na míru vyrobených kontejnerů je tepelný článek, který napodobuje chování materiálu z vyhořelých jaderných článků. celý článek

3.10.2018 Pět set korun za připojení

100 LET - Stejně jako dnes platilo také samozřejmě i tehdy - za první republiky, že připojení do elektrické sítě nebylo zcela zadarmo. celý článek

Stránka nebyla nalezena.

Stránka, kterou hledáte, byla pravděpodobně odstraněna, byla změněna její adresa nebo je dočasně nedostupná.
  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt:

Stránka nebyla nalezena.

Stránka, kterou hledáte, byla pravděpodobně odstraněna, byla změněna její adresa nebo je dočasně nedostupná.
Aktuality
15.4.2019 OZE dodaly v Německu 65% elektřiny

AKTUALITY - První týden v březnu Německo zažilo energetickou premiéru: obnovitelné zdroje energie (OZE) vyrobily rekordních 65 % veškeré elektřiny. celý článek

11.3.2019 Ve Fukušimě není místo pro hlínu

AKTUALITY - Osm let po havárii Fukušimy se její likvidátoři potýkají s nepříjemným problémem - nedostatkem místa pro nebezpečný odpad.  celý článek

4.2.2019 Jak skladovat elektřinu v betonu

SKLADOVÁNÍ ENERGIE - Švýcarský start-up zkouší prorazit s velmi netradiční „baterií“, která se neobejde bez jeřábu. celý článek

17.12.2018 Finové se těší na jaderný odpad

AKTUALITY - Začátkem prosince 2018 uložili technici na katastrálním území obce Eurajoki dvě nádoby z mědi a oceli s falešným jaderným odpadem. Uvnitř na míru vyrobených kontejnerů je tepelný článek, který napodobuje chování materiálu z vyhořelých jaderných článků. celý článek

3.10.2018 Pět set korun za připojení

100 LET - Stejně jako dnes platilo také samozřejmě i tehdy - za první republiky, že připojení do elektrické sítě nebylo zcela zadarmo. celý článek

Stránka nebyla nalezena.

Stránka, kterou hledáte, byla pravděpodobně odstraněna, byla změněna její adresa nebo je dočasně nedostupná.
  

Chcete dostávat své osobní vydání tištěného magazínu Svět plný energie?

Ano, chci

Podporujeme:

SVĚT PLNÝ ENERGIE

Webový magazín a tištěný
čtvrtletník přináší témata,
zajímavosti, rozhovory
a důležité informace nejen
ze světa plného energie.

Pro Lumius, spol. s r.o.
vydává Business Media CZ

Redakce:
Josef Janků,
Jakub Merta, Jan Gregor

Grafické zpracování:
Michael Ehrlich

Texty:
neoznačené materiály jsou redakční

Foto:
archiv firem a autorů, redakce,
Thinkstock

Kontakt: