S rastúcim rozmachom výroby energie z obnoviteľných zdrojov sa vývoj dlhodobého skladovania energie stal trendom a technické cesty pre rozsiahle dlhodobé skladovanie energie zahŕňajú najmä prečerpávacie skladovanie, tepelné skladovanie roztavených solí, skladovanie kvapalného prúdu, skladovanie stlačeného vzduchu a skladovanie vodíka v piatich kategóriách. V tejto fáze je aplikácia prečerpávacieho skladovania najvyspelejšia, ale výhody skladovania energie stlačeným vzduchom sú rozsiahle, vysoká účinnosť, nízke náklady, ochrana životného prostredia a čistota a eliminácia geografických obmedzení, takže sa očakáva, že sa stane doplnkom k prečerpávaciemu skladovaniu.
Skladovanie energie stlačeným vzduchom patrí medzi dlhodobé skladovanie energie a je možné ho realizovať po dobu dlhšiu ako 4 hodiny alebo dni, mesiace nabíjacieho a vybíjacieho cyklu systému skladovania energie, čo má vynikajúce výhody pri regulácii výkyvov vo výrobe novej energie.
Podľa úvodu riaditeľa výskumného a vývojového centra pre skladovanie energie Inštitútu inžinierstva termofyziky Čínskej akadémie vied XuYuJiea bude energetická sústava našej krajiny v budúcnosti využívať nový typ energie ako hlavný energetický systém. Veterná energia, fotovoltaika a iná výroba energie z obnoviteľných zdrojov budú kolísať a prerušovane, čo spôsobí bezpečnostné riziká pri rozsiahlom prístupe k elektrickej sieti. V súčasnosti je potrebný systém skladovania energie ako flexibilný regulačný zdroj na reguláciu energetického systému. Hlavným prvkom je skladovanie energie pomocou stlačeného vzduchu.
„Technológia skladovania energie v stlačenom vzduchu nie je nová, tradičná technológia skladovania energie v stlačenom vzduchu sa v Nemecku a Spojených štátoch používa už mnoho rokov, ale tradičná technológia skladovania energie v stlačenom vzduchu je závislá od fosílnych palív, potreba veľkých prírodných jaskýň, nízka účinnosť skladovania energie a ďalšie problémy, takže jej rozsiahla propagácia je vždy obmedzená.“ Xu Yujie uviedol, že pokročilý čínsky systém skladovania energie v stlačenom vzduchu recykluje stlačené teplo, už nepoužíva fosílne palivá a možno ho použiť v rôznych formách, ako sú nadzemné úložné zariadenia, umelé komory a podzemné prírodné jaskyne na budovanie úložných komôr. Okrem toho systém výrazne zlepšuje účinnosť skladovania energie.
Čína v súčasnosti postavila prvú medzinárodnú demonštračnú elektráreň s pokročilým skladovaním energie stlačeným vzduchom s výkonom 100 MW a úspešne sa pripojila k sieti na výrobu elektriny. Elektráreň sa nachádza v okrese Zhangbei v provincii Che-pej a je to projekt, ktorý predstavuje najväčší a najvýkonnejší projekt novej elektrárne na skladovanie energie stlačeným vzduchom na svete. Ročne dokáže vyrobiť až 132 miliónov kWh elektriny, čím zabezpečí ochranu špičkového výkonu pre približne 50 000 používateľov. Zároveň dokáže ročne ušetriť 42 000 ton štandardného uhlia a znížiť emisie oxidu uhličitého o 109 000 ton.
Aké sú výhody skladovania energie v stlačenom plyne oproti iným novým typom skladovania energie? Celkovo to možno zhrnúť ako bezpečnosť, dlhú životnosť a silnú explozívnu silu. Po prvé, skladovanie energie v stlačenom plyne je veľmi bezpečné. Vezmime si ako príklad projekt skladovania energie v skvapalnenom oxide uhličitom, pretože skvapalňovanie oxidu uhličitého je veľmi jednoduché, takže jeho skladovanie vyžaduje len niekoľko megapaskalov tlaku, nemusíte sa obávať skrytého nebezpečenstva skladovania plynu pod vysokým tlakom. Zároveň je oxid uhličitý netoxický, nehorľavý a nevýbušný, jeho bezpečnosť je veľmi dobrá. Okrem toho, keďže ide o mechanické zariadenia, životnosť systémov skladovania energie v stlačenom vzduchu môže pri bežnej údržbe dosiahnuť 30 – 50 rokov. „Skladovanie energie v stlačenom vzduchu je fyzikálny proces založený na tepelnom cyklovaní, ktorý má prirodzené výhody z hľadiska bezpečnosti a zníženia výkonu a považuje sa za jednu z najsľubnejších technológií skladovania energie vo veľkom meradle.“ Na základe týchto výhod Chen Haisheng, výskumník z Inštitútu inžinierskej termofyziky Čínskej akadémie vied, uviedol, že aplikácia technológie skladovania energie stlačeným vzduchom má veľký strategický význam a obrovský dopyt na trhu pre realizáciu strategických cieľov krajiny v oblasti dvojitého uhlíka a zlepšenie prírodného prostredia.
Za zmienku stojí, že energetický impulz stlačeného vzduchu pri skladovaní energie je relatívne silný. To môže fungovať priamo v niektorých špeciálnych aplikáciách. Napríklad v prípade dieselových motorov používaných vo veľkých lodiach sa stlačený vzduch zvyčajne ukladá v tlakovej nádrži a pôsobí priamo na piest cez špeciálny štartovací ventil, aby sa otočil kľukový hriadeľ pred spustením vstrekovania paliva. Toto usporiadanie je kompaktnejšie a lacnejšie ako elektrický štartér rovnakej veľkosti a dokáže poskytnúť extrémne vysoké energetické impulzy potrebné bez nadmerného zaťaženia generátora a rozvodného systému lode.
V prípade systémov skladovania energie so stlačeným vzduchom Čína ďalej posilňuje rozsiahle demonštrácie a aplikácie, zhromažďuje skúsenosti v oblasti inžinierskeho projektovania a výstavby a vyvíja kompletný a zrelý priemyselný reťazec s cieľom ďalej urýchliť ich výstavbu a aplikáciu.
Čas uverejnenia: 14. septembra 2023
