Vodík a elektřina v jednom. Bude se zkoušet baterie “pod obojí”

Nový australský projekt se snaží prosadit “duální” baterii, která bude zároveň sloužit ke skladování elektřiny, tak zeleného vodíku. 

Desítky solárních farem na jihovýchodě země mají v příštích letech využívat “vodíkové baterie”. Tato dvouúčelová zařízení se vejdou do přepravních kontejnerů a obsahují řadu technologií: lithiové baterie, elektrolyzéry, palivové články a kanystry s tzv. metalhydridů. To jsou kovové sloučeniny, které slouží jako “houba” pro uskladňování vodíku. 

Provozovatelé by měly systémy používat k ukládání energie ze solárních panelů tak, aby ji mohli dodávat do sítě během zamračených dnů nebo během noci. A zároveň by mohli jejich panely vyrábět “zelený vodík” pro jiná průmyslová odvětví, jako je doprava či hutnictví.

Alespoň takovou vizi mají Alan Yu a jeho kolegové a partneří. Yu je generálním ředitelem společnosti Lavo se sídlem v Sydney, která vyrábí systémy pro skladování vodíku pro komunální služby a domácnosti. Je také spoluzakladatelem investiční společnosti Providence Asset Group, která rozvíjí projekty solární energie ve státech Victoria a Nový Jižní Wales. 

Začátkem července podepsala společnost Providence Asset Group dohodu o prodeji produkce z více než 30 svých solárních farem společnosti SmartestEnergy Australia, maloobchodnímu poskytovateli energie, který je ve vlastnictví japonského konglomerátu Marubeni. Jedenáct ze solárních projektů je již plně v provozu a u ostatních se očekává, že budou spuštěny do začátku roku 2023. Dohromady budou mít výkon zhruba 300 megawattů (MW). 

Společnost Lavo mezitím plánuje do konce letošního roku zahájit práce na první velkokapacitní “duální” baterie, zatím tedy spíše ověřovací. Každý takový bateriový systém – který společnost nazývá HEOS – by měl mít kapacit zhruba 13 megawatthodin (MWh).

Půvab vodíku

Iniciativa reaguje na rostoucí poptávku po skladování energií. Nárůst podílu obnovitelných zdrojů energie, jako jsou solární a větrné elektrárny by bylo velmi vhodné doprovodit nasazením systémů, které mohou přebytečné zásoby energie nejprve přijmout a pak je vydat v době zvýšené poptávky po elektřině. 

Zároveň se také zvyšuje přitažlivost vodíku získaného z nízkouhlíkových zdrojů, tzv. Zeleného vodíku. Představuje lákavou možnosti, jak změnit dálkovou dopravu, chemickou výrobu, letectví a další odvětví, která se obtížně elektrifikují.

Odhady růstu výroby zeleného vodíku se značně liší a neexistuje příliš velká shoda v tom, jak by mohla poptávka vypadat v příštích desetiletích, uvedla nedávno společnost Canary Media. Zájmová organizace Hydrogen Council nedávno odhadla, že očekává, že do roku 2050 dosáhne výroba zeleného vodíku téměř 550 milionů tun. Což by byl ohromný nárůst proti – z hlediska světové spotřeby energie zcela zanedbatelným –  0,36 milionu tun vyrobených v roce 2019.

Dva v jednom? 

“Vodíková baterie” společnosti Lavo má mí jít vstříc oběma trendům, uvedl Yu pro časopis IEEE Spectrum. Systém vychází z dlouholetého výzkumu na univerzitě v Novém Jižním Walesu, která si v roce 2019 patentovala postup na využití materiálu za skupiny vodíku. tzv. metalhydridů. Ty se pro skladování vodíku považují za slibné. Nápad je přitom založen na tom, že určité materiály za vysokého tlaku i relativně nízkých teplot ochotně mohou absorbovat poměrně značné množství plynu. Při zahřátí ho pak zase uvolní. V podstatě se dá říct, že tyto materiály nasávají vodík jako houba vodu. Jen místo ždímání se musí zahřívat.

Systém se má skládat z menších jednotek, které fungují následovně: solární panely dodávají do jednotky elektřinu a nabíjejí lithiovou baterii o kapacitě 5 kilowatthodin. Jakmile je baterie plně nabitá, veškerá další elektřina prochází elektrolyzérem, který štěpí vodu na vodík a kyslík. Kyslík se uvolňuje do vzduchu, zatímco vodík proudí do metalhydridových nádrží. Uvnitř červených trubek je vodík uložen v pevné formě spojením s vláknitou kovovou slitinou vyrobenou z běžných minerálů.

Systém funguje i v opačném směru, přeměňuje pevný hydrid kovu zpět na vodík, který pak prochází palivovým článkem a dodává elektřinu do sítě. Yu uvedl, že systémy mohou zajistit více než 20 000 nabíjecích cyklů, což dává komponentům předpokládanou životnost 30 let – přibližně stejně dlouhou jako životnost solární farmy. Případně lze nádržes metalhydridem kovu ze systému vyjmout a umístit na nákladní auto nebo nákladní loď pro vývoz. Nádrže se podle představitelů firmy skladují při pokojové teplotě a nízkém tlaku bezpečnější a prý dobře snášejí převoz. 

Schéma fungování "duální" baterie společnosti Lavo (foto Lavo)
Schéma fungování “duální” baterie společnosti Lavo (foto Lavo)

Společnost Lavo začala testovat svůj první prototyp v loňském roce. Tato jednotka je menší než ty, které budou pracovat na solárních farmách; místo běžného lodního kontejneru má velikost dvoudveřové lednice. Firma chce jednotky této velikosti časem začít nabízet pro využití v domácnostech a firmách. S celkovou kapacitou zhruba 40 kilowatthodin údajně uchovává třikrát více energie než Powerwall 2 společnosti Tesla. 

Ale to není nejdůležitější parametr. Metalhydridové systémy na skladování vodíku mají obecně jiný problém – jak jste asi uhodli, tak ekonomický. Na jednotku objemu pojmou poměrně málo vodíku, a tak výsledné nádrže bývají poměrně veliké a v důsledku také drahé. I ty nejlepší obsahují kolem 10 procent hmotnostního podílu vodíku, zbytek tvoří materiál nádrže. 

Nevíme bohužel dost na to, abychom řekli, jak si Lavo s touto překážkou poradila. Možná může používat levné materiály, možná dokázala podíl vodíku v nádržích navýšit. Nebo možná ne a ekonomika i tak bude zajímavá, protože rozdíl cen mezi elektřinou mimo špičku a ve špičce bude v Austrálii velmi vysoký. Nezbývá než si počkat, nejlépe na praktické výsledky. Nebo na zprávu o krachu Lava. 

Související články

Vložit komentář...