Olyan helyen kell megépíteni, ahol eleve, már most is nagy mennyiségben termelődik zöldenergia, valamint ahol - ha a projekt beváltja a hozzá fűzött reményeket - az a leggyorsabban, a legnagyobb segítséget jelentheti a kiegyensúlyozottabb áramszolgáltatás biztosításához. Ez alapján a rendszert, amelyből Dánia legnagyobb energiatározója nőhet ki, valahol az ország keleti részén, a nagy szélfarmok közelében kellene megépíteni, vagy ott, ahol a napelemrétek száma és mérete is gyorsabban növekszik, mint amennyit a régió fogyasztása képes felszippantani. Ez alapján szóba jöhet Nyugat-, vagy Dél-Zéland, illetve Lolland-Falster környéke.

Is-is

Ezt a szokatlan le- és körülírást adta egy dán konzorcium a PV Magazinnak, miután a szaklap annak a kissé meglepő bejelentésnek járt utána, hogy a nagy méretű energiatárolási rendszerek fejlesztésében a dánok valóban új utakra merészkednek-e. A válasz: igen is, meg nem is.

Az Aarhus Egyetem, a megújuló energiával foglalkozó Stiesdal és az Andel Holding A/S energiaszolgáltató trojkája egy olyan 10 megawattórás (MWh) tárolórendszer kifejlesztésébe fogott, amely a zöldenergiát hő formájában képes letárolni, majd azt árammá visszaalakítani. A meglepő ebben az, hogy a hőcserét lényegében a borsó méretűre zúzott bazaltra bízzák. A konzorcium egy demoprojekttel akarja bizonyítani, hogy működőképes az az elképzelésük, miszerint: ha a földkéreg egyik legelterjedtebb anyagát, aprított formában nagy, szigetelt acéltartályokba töltik, és ebbe vezetik be a fölös megújuló energiát, akkor az lényegében egy energiatárolóként működik, melyből később, jó hatékonysággal vissza is tudják nyerni a betöltött villamos energiát.

A dán projektet a tervek szerint egy szélturbinára kötik, és a folyamatban többek közt azt a műszaki-technológiai tapasztalatot használják fel, amit az ipar a koncentrált naperőműveknél a bazaltalapú tárolókkal szerzett.

Olcsó, mindenhol van, csak legyen apró

A GridScale tárolórendszer afféle óriási hőszivattyúként működik: a megújulóenergia-termelés többletét kompresszorok és turbinák bonyolult rendszerén át hő formájában ráengedik a bazalttal teli acéltartályokra, és ezzel a technikával - állítják a kidolgozói - akár a 600 Celsius-fok közeli hőmérsékletig is el lehet jutni különösebb akadályok nélkül, mert a közegnek jó a hő-, és nyomástűrése is. A folyamat visszafelé is működik, sőt: a hő több napig is eltárolható a kövekben. A kutatók szerint életszerű megoldás lehet majd egy-egy rendszerben, hogy 8 óra betáplálást követően 16 órán keresztül történhessen meg a kisütés. A tartályba töltött bazalt mennyiségével, illetve a tartályok számával pedig ehhez a szükséges kapacitás is jól skálázható.

Ha furcsán hangzik is, de a rendszer működésének a kulcsa az, hogy a bazaltot a célnak leginkább megfelelő méretűre kell aprítani. Amikor a dán kutatók ezt a paramétert meghatározták, szinte már csak mérni kellett: kiderült, hogy e rendszerben alacsony az oda-vissza transzformálás energiaköltsége, de a rendszer nagy energiasűrűséggel képes működni. A hatékonyság már most, a finomhangolások előtt is 35-60 százalékos.

Az innovatív hőszivattyús technológia óriási előnye, hogy olcsó a legfőbb alapanyaga. A felhasznált kő egy olcsó és fenntartható anyag, amely nagy mennyiségű energiát képes tárolni. Miközben csak kis helyet foglal, ugyanakkor gond nélkül képes számtalan feltöltés-kisütési ciklust teljesíteni" - mondta a Recharge Newsnak Ole Alm, az Andel fejlesztési vezetője. Az anyagismereti tesztek után az Andel kutatói most azon dolgoznak, hogy a rendszer megfelelően rugalmas és jól kezelhető egységméretét is meghatározzák. A fejlesztők szerint a rendszer határait ma 1 GW teljesítménynél és 100 ezer MWh körüli tárolókapacitásnál lehet meghúzni.

Lítium vs. bazalt

A bazalt hőtranszformációs tulajdonságára épülő technológiát a kutatók a lítium-alapú akkumulátorok olcsó és hatékony alternatívájaként pozícionálják. Ausztráliában, ahol a világon a legintenzívebb módon építenek lítiumos akkumulátorokra tervezett energiatároló rendszereket, 2021 novemberére megépülhet az aktuálisan legnagyobb akkutelep. Ez első lépésben 300 MW / 450 MWh méretű lesz, de a második ütemben 460 MW teljesíményhatárig bővítik majd ki. Egy másik megélénkült gócpontban, Los Angelesben (USA) két éve a város olyan áramszolgátatási szerződést kötött, melynek része egy 100 MW / 200 MWh méretű akkumulátoros energiatároló rendszer is. Ám az államban több ilyen projekttel, 2023-ra már az 1 GW méretet veszik majd célba. A tervek Ausztráliában is a néhány éven belül átléphető 1 GW-ig terjednek.A lítium-ionos akkumulátoros rendszerekről azonban azt is érdemes tudni, hogy nem a hosszú ideig tartó hálózati szolgáltatáskimaradásra vagy hosszú ideig tartó hálózati betáplálásra ideálisak, hanem a hirtelen bekövetkező, de rövid áramszünetekre. Maga az energiatárolás azonban így is, úgy is kulcskérdés. Ráadásul olyannyira jelen idejű, hogy a tavaly ősszel a Napi.hu és a Lounge Communication közös szervezésű energetikai konferenciáján a magyar szakemberek is egyetértettek abban, hogy az energiatárolás drasztikus térnyerése előtt álló honi akadályokat mihamarabb el kell takarítani.

 

Állami támogatást is ér

Mindezek alapján nem meglepő, hogy a dán energiatároló rendszer ígérete az, hogy nagyon olcsó, tömegesen legyártható eszköze lesz a nagy mennyiségű energia kereskedelmileg fenntartható szintű tárolásának. Peder Riis Nickelsen, a Stiesdal első embere szerint a zúzott bazalt előállítási és kezelési költsége egységnyi energiára vetítve teljesen minden más megoldástól lényegesen alacsonyabb, ráadásul a töltési és kisütési rendszerük más iparágakban már régóta ismert technológiák felhasználásával készült, ami a rendszerek tömeges elterjedését is felgyorsíthatja majd.

A „forró köves” energiatároló rendszer ötlete és tervei olyan erősnek bizonyultak, hogy a prototípus elkészítését a dán kormány is támogatja: a 35 millió koronás (forintra átszámoltan: mintegy 1,7 milliárd forintba kerülő) projektbe különböző címeken 21 millió koronával (több mint 1 milliárd forinttal) szállt be.