Průlomová podmořská baterie z betonu: Revoluce v ukládání energie z obnovitelných zdrojů

Revoluční technologie ukládání energie získává pozornost v sektoru obnovitelných zdrojů. Vědci nasazují obří betonové baterie hluboko pod mořskou hladinu, což představuje významný posun v možnostech ukládání elektrické energie z obnovitelných zdrojů. Tento inovativní přístup vede německý Fraunhoferův institut pro energetickou ekonomiku a technologii energetických systémů (IEE), který si klade za cíl zásadně změnit způsoby, jakými ukládáme a regulujeme výrobu elektřiny ze zelených zdrojů v globálním měřítku.

Využití tlakové síly oceánu pro udržitelnou akumulaci energie

Hluboko pod povrchem Bodamského jezera v Německu zahájili inženýři experiment s betonovou koulí o průměru tři metry, navrženou k uchovávání a dodávání elektřiny čistě díky tlaku vody. Tento průkopnický podmořský akumulátor využívá přebytečnou energii ze solárních či větrných elektráren k odčerpání vody z koule, čímž vytvoří podtlak. Při poptávce po energii je voda z jezera nebo moře opět vpuštěna dovnitř, roztáčí turbíny a generuje elektřinu, která je následně přenesena do elektrické sítě pomocí kabelů.

Projekt, označovaný jako StEnSea (Stored Energy in the Sea), odstraňuje omezení tradičních přečerpávacích elektráren, které vyžadují dva oddělené zásobníky vody na různých úrovních. StEnSea proměňuje samotný oceán na horní zásobník (vodní sloupec) a betonovou kouli na spodní zásobník, což přináší nové možnosti pro ukládání energie z obnovitelných zdrojů.

Výhody oproti běžným řešením

Klíčovou výhodou technologie StEnSea je flexibilita a šetrnost k využití půdy. Bateriové koule lze instalovat v odlehlých lokalitách na moři ve větších hloubkách, což šetří cenné příměstské či pevninské pozemky a zároveň otevírá rozsáhlé nové lokality pro ukládání energie. To je významné zejména s rostoucími globálními energetickými nároky a zvyšující se hustotou obyvatelstva v pobřežních oblastech. Navíc systém nabízí jednodušší konstrukci než klasické přečerpávací vodní elektrárny, což snižuje spotřebu materiálu i náklady na instalaci.

Výzkum Fraunhofer IEE prokázal, že železobeton odolá extrémnímu tlaku až 800 metrů pod hladinou (přes 2 600 stop), kde dosahuje vodní tlak až 77 atmosfér. Díky této odolnosti je možné StEnSea technologie instalovat nejen v jezerech, ale i ve velkých hloubkách oceánů, čímž nabízí škálovatelná řešení pro regiony s omezenou infrastrukturou pro skladování energie.

Přechod do reálných mořských podmínek

Na základě úspěšného prototypu z roku 2017 pokračuje Fraunhofer IEE ve spolupráci s americkou společností Sperra a německou firmou Pleuger Industries v mezinárodním projektu u pobřeží Kalifornie. Zde bude instalována dutá betonová koule o průměru devět metrů a hmotnosti přibližně 400 tun do hloubky kolem 600 metrů. S využitím nejmodernější 3D tiskové technologie betonu jsou tyto koule navrženy tak, aby odolaly extrémnímu tlaku moře a plánují být zprovozněny do konce roku 2026.

Každá koule bude zpočátku uchovávat kolem 0,4 megawatthodiny elektrické energie, což by vystačilo na zásobování běžné domácnosti na dva týdny. Další vývoj projektu však počítá s rozšířením rozměrů až na průměr 30 metrů a do budoucna možná až na 100metrové modely, které by umožnily skladovat daleko větší objemy energie z obnovitelných zdrojů.

Srovnání a možnosti využití

V porovnání s farmami na lithium-iontové baterie či tradičními přečerpávacími elektrárnami představují podmořské betonové baterie robustní a ekologickou alternativu. Jsou vhodné zejména pro stabilizaci rozvodných sítí a pro ukládání nepravidelné energie například z větru či slunce. Lze je umisťovat do blízkosti pobřeží i ve větších mořských hloubkách, tedy i v hustě osídlených oblastech. Tím přispívají k dekarbonizaci a integraci obnovitelných zdrojů do energetických systémů budoucnosti.

Tržní význam a budoucí dopad

S narůstajícím tlakem na odklon od fosilních paliv je dlouhodobé skladování energie klíčovou prioritou. Škálovatelné offshore baterie StEnSea by mohly tento nedostatek pokrýt – umožňují uchovávat přebytečnou zelenou elektřinu po hodiny, dny i týdny. Odhady Fraunhofer IEE hovoří o potenciální globální kapacitě až 817 000 gigawatthodin, což by vystačilo na zásobení téměř 75 milionů domácností ročně.

Pokud se tyto ambiciózní plány naplní, stanou se rozlehlá pole betonových koulí běžnou součástí oceánského dna a poskytnou páteř odolné elektrické sítě poháněné obnovitelnými zdroji energie. Revoluce v oblasti podmořských baterií právě začíná a její dopad může zásadně změnit budoucnost globální energetiky.