S rostoucím rozšířením výroby energie z obnovitelných zdrojů se stal trendem rozvoj dlouhodobého skladování energie. Technické cesty pro velkoobjemové dlouhodobé skladování energie zahrnují zejména přečerpávací akumulaci, tepelnou akumulaci roztavených solí, skladování kapalného proudu, skladování stlačeného vzduchu a skladování vodíku v pěti kategoriích. V této fázi je aplikace přečerpávací akumulace nejvyspělejší, ale výhody skladování energie stlačeným vzduchem zahrnují velkoobjemovou výrobu, vysokou účinnost, nízké náklady, ochranu životního prostředí a čistotu a eliminaci geografických omezení. Očekává se, že se stane doplňkem přečerpávací akumulace.
Skladování energie stlačeným vzduchem patří k dlouhodobým systémům skladování energie a lze jej realizovat po dobu delší než 4 hodiny nebo dny, měsíce nabíjecího a vybíjecího cyklu systému skladování energie, což má za následek vynikající výhody při regulaci kolísání výroby nové energie.
Podle úvodu ředitele výzkumného a vývojového centra pro skladování energie Čínské akademie věd, XuYuJie, bude energetická soustava naší země v budoucnu využívat nový typ energie jako hlavní energetickou soustavu. Větrná energie, fotovoltaika a další obnovitelné zdroje energie budou kolísat a přerušovaně vykazovat kolísání. Pokud bude přístup k elektrické síti rozsáhlý, bude to představovat bezpečnostní rizika. V současné době je zapotřebí systémů skladování energie jako flexibilního regulačního zdroje pro regulaci energetické soustavy. Hlavním prvkem je skladování energie pomocí stlačeného vzduchu.
„Technologie skladování energie stlačeným vzduchem není nová. Tradiční technologie skladování energie stlačeným vzduchem se v Německu a Spojených státech používá již mnoho let. Tradiční technologie skladování energie stlačeným vzduchem je však závislá na fosilních palivech, potřeba velkých přírodních jeskyní, nízká účinnost skladování energie a další problémy, takže její propagace ve velkém měřítku je vždy omezená.“ Xu Yujie uvedl, že pokročilý čínský systém skladování energie stlačeným vzduchem recykluje stlačené teplo, již nevyužívá fosilní paliva a lze jej použít v různých formách, jako jsou nadzemní úložná zařízení, umělé komory a podzemní přírodní jeskyně k budování úložných komor. Systém navíc výrazně zlepšuje účinnost skladování energie.
Čína v současné době postavila první mezinárodní demonstrační elektrárnu s pokročilým úložištěm energie stlačeným vzduchem o výkonu 100 MW a úspěšně se připojila k rozvodné síti za účelem výroby elektřiny. Elektrárna se nachází v okrese Zhangbei v provincii Che-pej a je projektem, který představuje největší a nejvýkonnější novou elektrárnu na skladování energie stlačeným vzduchem na světě. Dokáže ročně vyrobit až 132 milionů kWh elektřiny, což zajišťuje ochranu špičkového výkonu pro přibližně 50 000 uživatelů. Zároveň dokáže ušetřit 42 000 tun standardního uhlí a ročně snížit emise oxidu uhličitého o 109 000 tun.
Jaké jsou výhody skladování energie ve stlačeném plynu oproti jiným novým typům skladování energie? Celkově je lze shrnout jako bezpečnost, dlouhou životnost a silný výbušný výkon. Za prvé, skladování energie ve stlačeném plynu je velmi bezpečné. Vezměte si jako příklad projekt skladování energie ve zkapalněném oxidu uhličitém, protože zkapalňování oxidu uhličitého je velmi snadné, takže jeho skladování vyžaduje tlak pouze několika megapascalů, takže se nemusíte obávat skrytého nebezpečí skladování plynu pod vysokým tlakem. Zároveň je oxid uhličitý netoxický, nehořlavý a nevýbušný, jeho bezpečnost je velmi dobrá. Navíc, protože se jedná o mechanická zařízení, může životnost systémů skladování energie ve stlačeném vzduchu při běžné údržbě dosáhnout 30–50 let. „Skladování energie ve stlačeném vzduchu je fyzikální proces založený na tepelném cyklování, který má přirozené výhody z hlediska bezpečnosti a degradace výkonu a je považován za jednu z nejslibnějších technologií velkokapacitního skladování energie.“ Na základě těchto výhod Chen Haisheng, výzkumník z Ústavu technické termofyziky Čínské akademie věd, uvedl, že aplikace technologie skladování energie ve stlačeném vzduchu má velký strategický význam a obrovskou tržní poptávku pro realizaci strategických cílů země v oblasti duálního uhlíku a zlepšení životního prostředí.
Za zmínku stojí, že energetický ráz stlačeného vzduchu v akumulaci energie je relativně silný. To může fungovat přímo v některých speciálních aplikacích. Například v případě vznětových motorů používaných ve velkých lodích je stlačený vzduch obvykle uložen v tlakové nádrži a působí přímo na píst přes speciální startovací ventil, aby se otočil klikový hřídel před zahájením vstřikování paliva. Toto uspořádání je kompaktnější a levnější než elektrický startér stejné velikosti a dokáže poskytnout extrémně vysoké energetické rázy, aniž by se nadměrně zatěžoval generátor a distribuční systém lodi.
V případě systémů skladování energie na bázi stlačeného vzduchu Čína dále posiluje rozsáhlé demonstrace a aplikace, shromažďuje zkušenosti v oblasti inženýrského projektování a konstrukce a vyvíjí kompletní a vyspělý průmyslový řetězec s cílem dále urychlit jejich výstavbu a aplikaci.
Čas zveřejnění: 14. září 2023
