Energie ukrytá na mořském dně. Podmořské betonové rezervoáry slibují průlom v akumulaci zelené elektřiny
Němečtí vědci z Fraunhoferova institutu vyvinuli unikátní metodu, která by mohla vyřešit jeden z největších problémů současné energetiky – efektivní ukládání přebytků elektřiny z obnovitelných zdrojů. V rámci projektu StEnSea (Stored Energy in the Sea) testují u tichomořského pobřeží Spojených států obří duté betonové koule umístěné na mořském dně. Tato podmořská úložiště fungují jako čisté mechanické baterie a díky nové technologii 3D tisku se jejich výroba výrazně zlevňuje a zrychluje.
Limity současných úložišť a nová naděje
Jak uvádí servery Dotyk.cz a New Atlas, výzkumníci na tomto projektu pracují již od roku 2011 a nyní u kalifornského pobřeží testují modely o průměru devíti metrů a váze čtyř set tun. Pro běžné občany i průmyslové podniky představuje stabilita sítě klíčový faktor. Současný systém se sice opírá o klasické chemické baterie nebo přečerpávací vodní elektrárny, jako jsou tuzemské Dlouhé Stráně, avšak obě řešení mají svá úskalí. Obří vodní stavby narážejí na komplikovanou byrokracii, vysoké náklady a nedostatek vhodných lokalit, zatímco chemické akumulátory rychle stárnou a nesou s sebou riziko požáru. Nová podmořská technologie nabízí kapacitu čtyř set kilowatthodin na jednu kouli, což v praxi znamená schopnost zásobovat průměrnou domácnost energií po dobu celých dvou týdnů. Firmám a institucím by pak systém mohl zajistit bezpečné dodávky i v momentech, kdy nefouká vítr nebo nesvítí slunce.
Princip fungování tohoto systému je založen na jednoduché fyzice a hydrostatickém tlaku okolní vody. V době, kdy větrné či solární parky vyrábějí nadbytek elektrického proudu, se spustí čerpadla upevněná na povrchu koulí a vytlačí vodu z jejich vnitřku ven do oceánu. Tím se úložiště „nabije“. V okamžiku, kdy v síti vznikne spotřební špička a je nutné energii dodávat, se otevře ventil. Voda proudící pod vysokým tlakem zpět do prázdné koule roztočí turbínu spojenou s generátorem, čímž začne okamžitě vznikat elektřina pro spotřebitele. Efektivita celého procesu stoupá s hloubkou, protože větší masa vody generuje silnější tlak. Experti proto považují za ideální umístění v hloubkách od šesti set do osmi set metrů.
Ekologické útesy s šedesátiletou životností
Při výrobě těchto masivních těles vědci spojili síly s americkou technologickou společností Sperra. Společně nasadili inovativní metodu betonového 3D tisku, která umožňuje stavbu koulí přímo v přístavech, což radikálně snižuje logistické náklady. Cílem výzkumníků je přejít na produkci finálních objektů o průměru třicet metrů, které nabídnou mnohonásobně vyšší kapacitu. Výhodou oproti chemickým akumulátorům je také extrémní odolnost. Životnost betonových struktur dosahuje padesáti až šedesáti let, přičemž mechanické součásti, jako jsou čerpadla a turbíny, stačí vyměnit jednou za dvacet let.
Celosvětový potenciál pro využití mořského dna je obrovský, přičemž nejlepší podmínky mají státy jako Japonsko, Saúdská Arábie, Indonésie či Spojené státy americké. Významným přínosem je také minimální zásah do životního prostředí. „V souvislosti s globální energetickou transformací v příštích letech enormně vzroste poptávka po skladování energie,“ upozorňuje výzkumný pracovník Bernhard Ernst. Podle jeho slov jsou tyto kulové zásobníky ideální pro krátkodobý a střednědobý horizont stabilizace sítě. Betonové objekty navíc na dně nijak nenarušují ráz krajiny a časem mohou posloužit jako umělé útesy podporující rozvoj lokálního mořského ekosystému.