Obnovitelné zdroje energie zaznamenaly v posledních letech exponenciální růst. Navzdory svému úspěchu ve výrobě elektřiny, jeden z hlavní výzvy stále čelí jejich integraci do elektrické sítě. To je z velké části způsobeno tím přerušování obnovitelných zdrojů, jako je větrná a solární energie, a jejich omezená skladovací kapacita. Budoucnost obnovitelných energií zahrnuje překonání těchto překážek a vývoj účinných a cenově dostupných mechanismů pro skladování vyrobené elektřiny.
Úspěch obnovitelných zdrojů a jejich role při dekarbonizaci
Obnovitelné zdroje energie se neomezují pouze na výrobu elektřiny. Hrají také zásadní roli při výrobě tepla a paliva, nabízejí životaschopnou alternativu k fosilním palivům a zmírňují negativní dopady změny klimatu. Zejména solární a větrná energie se osvědčila schopni konkurovat z hlediska nákladů s konvenčními zdroji energie na mnoha trzích.
Ve skutečnosti, 77 % nových energetických instalací po celém světě V roce 2015 byly obnovitelné, přičemž na prvním místě byla větrná a solární energie. To bylo možné díky technologickým vylepšením, která drasticky snížila náklady na výrobu elektřiny z těchto zdrojů. Například náklady na výrobu elektřiny z větrné a solární fotovoltaiky jsou nyní nižší než u mnoha konvenčních zdrojů energie.
Výzva skladování obnovitelné energie
Přestože dosavadní úspěch obnovitelné energie je nepopiratelný, skutečným problémem zůstává hledání efektivní řešení pro skladování vyrobené elektřiny. Na rozdíl od fosilních paliv, která lze snadno skladovat a distribuovat, je skladování elektřiny z obnovitelných zdrojů složitější a obtížné i dnes. velmi drahý.
Existují různé způsoby skladování energie vyrobené z obnovitelných zdrojů. Mezi nejčastější patří mechanické uloženíse tepelné akumulace a skladování chemikálií. Každý z nich nabízí výhody a nevýhody v závislosti na typu použité obnovitelné energie a náklady a účinnost každého systému se značně liší.
Řešení mechanického skladování
Mechanické skladování je obvykle reprezentováno hydraulická čerpací zařízení, které jsou spolehlivou a efektivní technologií. V době nízké spotřeby energie systém čerpá vodu do horní nádrže a uchovává potenciální energii. Když se poptávka zvýší, uvolní se voda, která vyrábí elektřinu prostřednictvím turbín. Tento typ technologie představuje více než 90 % kapacity skladování energie v Evropě. Vybrané projekty jako např Vodopády Chira na Gran Canaria Zaměřují se na tuto technologii.
Výhody tohoto systému jsou jeho velká flexibilita a efektivita. Vyžaduje však velké počáteční investice a jeho výstavba závisí na vhodné geografii, což omezuje jeho rozšíření do všech oblastí.
Tepelné akumulace: koncentrovaná solární energie
Akumulace tepla je klíčem k efektivnějšímu využití solární energie. Tento systém umožňuje teplo generované technologie solární koncentrace, kde se sluneční paprsky soustřeďují k ohřevu tekutiny, kterou může být voda nebo roztavené soli. The roztavená sůl V této oblasti vynikají svou schopností akumulovat teplo po dlouhou dobu a uvolňovat ho, když to poptávka vyžaduje.
Tento systém se používá zejména v koncentrační solární elektrárny (CSP), kde se akumulované teplo využívá k výrobě páry a v konečném důsledku i elektřiny. Tato technologie je zásadní pro překonání přerušovanosti přímé fotovoltaiky, která generuje energii pouze během slunečných hodin.
Skladování chemikálií: velká budoucnost vodíku
Bezpochyby vodíková technologie je povolán hrát ústřední roli v budoucnosti obnovitelných energií. Tento systém spočívá ve výrobě elektřiny z obnovitelných zdrojů a jejím následném využití k štěpení vody na kyslík a vodík prostřednictvím procesu zvaného elektrolýza. Vzniklý vodík lze skladovat a později použít jako palivo nebo k opětovné výrobě elektřiny pomocí palivových článků.
Volání 'zelený vodík' Je to způsob, jak ukládat obnovitelnou energii na dlouhou dobu. Jeho výrobní náklady jsou však stále vysoké a jsou vyvíjeny nové technologie ke zlepšení účinnosti a snížení nákladů.
Lithium-iontové baterie v elektrochemickém skladování
Pokud jde o elektrochemické skladování, lithium-iontová baterie Je to nejběžnější technologie díky svému širokému uplatnění v elektronických zařízeních, elektrických vozidlech a nyní také ve velkých projektech obnovitelné energie. Tyto baterie umožňují přebytečnou energii generovanou v době nízké poptávky uložit a uvolnit, když ji systém potřebuje.
Hlavní výzvou lithiových baterií je jejich vysoká cena y omezená životnost, k nimž se přidávají ekologické obavy vyplývající z extrakce materiálů nezbytných pro jeho výrobu, jako je lithium a kobalt. Mohou však být efektivním řešením pro krátkodobé skladování obnovitelné energie.
Stručně řečeno, budoucnost obnovitelné energie bude do značné míry záviset na schopnosti řešit problémy související se skladováním energie. Nedávné technologické inovace nabízejí slibná řešení, ale k zpřístupnění a zefektivnění těchto technologií je ještě dlouhá cesta. Vzhledem k tomu, že obnovitelné zdroje pokračují vpřed, skladování se stane pilířem, který umožní plnou integraci těchto zdrojů energie do globálního elektrického systému.