Baterie jsou klíčové pro skokový růst obnovitelné energie

Bateriové technologie dají obnovitelným zdrojům nový smysl. Stále je však před nimi mnoho překážek, jak upozorňuje studie portálu Politico.eu.

Solární panely a větrné elektrárny učinily výrazný technologický pokrok, ale bez značného technologického skoku v bateriích budou mít v konkurenci s jadernou energií a zemním plynem stále velký handicap. Před dostatečným zefektivněním využití baterií pro uskladnění energie přes noc nebo v době, kdy nefouká vítr, stojí ekonomické, ale i technické překážky.

Zatímco větrnými elektrárnami je krajina od německých Alp až po Severní moře doslova poseta, a solární panely zdobí lány od českých polí až po španělské pláně, technologie baterií jde kupředu jen hlemýždím tempem.

„Jsme na konci začátku,“ řekl portálu Politico.eu Jacques Boppe, viceprezident švýcarského výrobce baterií Leclanché pro výzkum a vývoj. Boppe tvrdí, že využití baterií v různých průmyslových aplikacích narůstá. Po zhruba pěti letech testů řekl: „Nacházíme se v době, kdy technologii baterií rozumíme daleko lépe.“

Společnost Leclanché připravuje dodávku systému na přechovávání energie, který stojí na bázi lithio-iontových baterií. Systém bude součástí projektu obnovitelných zdrojů energie na ostrově Graciosa, který je součástí portugalských Azorských ostrovů.

2,8megawattový bateriový park spolu s větrnými a solárními elektrárnami umožní ostrovu zvýšit podíl spotřeby elektřiny z obnovitelných zdrojů z 15 na 65 % během následujících 25 let. Jde o první megawattový projekt na světě, který bude schopen uskladňovat tak velké množství elektrické energie. „Čím více obnovitelných zdrojů zapojíte do sítě, tím více bateriových úložišť potřebujete. Obzvláště když jde o ostrov,“ vysvětluje Boppe.

Doposud se výkyvy ve výrobě obnovitelné elektřiny řeší tím, že se přebytky využívají na přečerpávacích vodních elektrárnách nebo se do podzemí pumpuje stlačený vzduch. Oboje pro pozdější využití. Ve většině evropských zemí však takové aplikace nefungují, což vede k tlaku na vývoj efektivnějších baterií.

Výzkum se často zaměřuje na lithio-iontové technologie. Vedle toho se ale nadále používají tradiční baterie na bázi olova a kyselin, stejně jako hliníko-iontové nebo zineck-bromidové baterie. Ty déle vydrží a lépe snášejí vybíjecí a nabíjecí cykly. Baterie na bázi sodíku a síry se využívají několika utilitami ve Spojených státech. Existují však obavy o jejich bezpečnost a zpravidla jsou dražší.

V březnu spustila německá vláda program na podporu fotovoltaických bateriových článků. Celkem na program vyčlenila 30 milionů eur, na které mohou dosáhnout firmy, které splní příslušná kritéria. Americká společnost AES začala v lednu tohoto roku provozovat 10megawattový bateriový park v Nizozemí.

Baterie mohou radikálně změnit hospodaření s elektrickou energií nejen z pohledu majitelů utilit, ale i běžných spotřebitelů. Jen fotovoltaika je schopna zajišťovat každé domácnosti 20 až 30 % celoroční spotřeby elektřiny. Jestliže se do hry zapojí baterie, stoupne tento podíl lehce až na 50 %.

Vše závisí na spotřebitelích

Postavit větrnou turbínu vyžaduje miliony eur investic, ale pořídit střešní solární panel je dnes otázkou několika málo tisíc. „Potenciálně to mohou udělat miliony lidí,“ je přesvědčen Fabio Genoese, výzkumník think-tanku CEPS (Centrum pro studium evropské politiky). „Taková věc představuje fundamentální změnu celého odvětví. V minulosti nebylo nic takového v malém měřítku možné, protože to bylo nákladné. To se dnes mění,“ dodává Genoese.

Změna lidských obydlí v malé solární elektrárny s sebou nese ještě jeden podstatný benefit. Namísto dodávání laciné energie do sítě v čase nízké poptávky, budou moci majitelé solárních panelů s přebytečnou elektřinou obchodovat a dodávat ji těm, jejichž spotřeba je momentálně vyšší, než jim umožňuje jejich výrobní kapacita.

Bateriové celky pro domácnost se v Evropě již testují

Německá společnost Sonnen o sobě tvrdí, že je předním evropským výrobcem bateriových celků pro domácnosti. Sonnen instalovala své výrobky do zhruba 10 tisíc domovů a do dalších asi 7,5 tisíc rezidenčních jednotek. V Německu je možné na bateriové články získat až 30% dotaci.

Základní bateriová jednotka firmy Sonnen stojí 3600 eur a společnost upozorňuje, že lidé z větších rezidenčních celků se mohou vzájemně propojit do jakési elektrické minisítě a přebytky mezi sebou obchodovat.

I když se jedná zatím jen o marginální záležitost, má tento způsob výroby a distribuce elektřiny obrovský potenciál. Německá Agentura pro obchod a průmysl odhaduje, že po celé zemi se v posledních 25 letech instalovalo kolem 1,5 milionu solárních elektráren. Celková kapacita dosahuje přibližně 38 gigawattů a většina těchto elektráren se nachází na střechách větších obytných celků. Ale jen malá část z nich využívá baterie.

Agentura zároveň počítá s tím, že roční instalace systémů, kde budou propojeny fotovoltaické články s bateriemi, by mohla do roku 2018 počtu 100 tisíc. Takový rozmach je ale podmíněný tím, že pořizovací náklady baterií razantně poklesnou a jejich kapacita výrazně naroste. „Dnešní baterie dokáží pojmout elektřinu sotva na pár hodin. Ekonomicky tudíž nedává smysl se zcela odpojit od národní elektrické sítě a spolehnout se výlučně na samovýrobu elektřiny,“ vysvětluje Genoese. „Po zamračeném dni jednoduše budete doma potmě,“ dodává.

Kromě toho není ani jasné, jakou výdrž taková domácí baterie bude mít. „Bude nám trvat několik let, než zjistíme, jaká je skutečná životnost baterie, která bude každý den podléhat vybíjení a nabíjení,“ říká Harald Diaz-Bone, výzkumník německého energetického think-tanku Agora Energiewende. Společnost Sonnen tvrdí, že její baterie budou schopny vydržet až 10 tisíc nabíjecích cyklů, což by mělo představovat zhruba 10letou životnost.

Na vrcholu všeho stojí náklady. Několik tisíc eur není vždy zcela zanedbatelnou investicí, a to i tehdy, když nákupy takových baterií bude dotovat stát. „Peníze, které ušetříte tím, že nebudete elektřinu nakupovat ze sítě, jsou sice markantní, ale ne natolik, aby se investice do baterií vrátila,“ říká Diaz-Bone.

Výpočty dostupnosti a návratnosti se neustále mění s tím, jak se zlepšuje technologie. Pořizovací náklady baterií sice klesají obdivuhodným tempem, ale pořád ne dost. Podle některých odhadů by se však do konce této dekády měly snížit na polovinu. Jiné odhady zase hovoří o tom, že náklady klesnou o pětinu vždy, když se kapacita baterií zdvojnásobí.

Evropská komise opakovaně přiznala rozvoji skladovacích technologií na trhu s elektřinou velký význam. Bohužel v rovině Evropské unie prozatím neexistuje nějaký jednotný postup, který by oblast skladování elektřiny nějak systematicky podporoval a reguloval, a tak to zůstává v kompetenci národních států. Jacques Boppe věří, že problematika skladování elektrické energie se stane klíčovou součástí evropské energetické transformace.

-usi-