Nowa technologia z Niemiec – oto przyszłość morskiego magazynowania energii

enerad.pl 2 tygodni temu

Jak działa technologia StEnSea?

System StEnSea (Stored Energy in the Sea) opiera się na znanej koncepcji elektrowni szczytowo-pompowych, jednak zamiast różnicy wysokości, wykorzystuje ciśnienie panujące w głębinach morskich. Podstawowym elementem systemu są puste, betonowe kule o średnicy około 9 metrów i masie 400 ton, instalowane na głębokości od 600 do 800 metrów.

Wewnątrz każdej kuli znajduje się techniczna jednostka cylindryczna zawierająca turbinę, zawór sterujący oraz system SCADA. Jednostka ta jest demontowalna, co ułatwia serwisowanie.

Proces ładowania i rozładowywania

W fazie ładowania, nadmiar energii z sieci zasila pompy, które wypompowują wodę z wnętrza kuli, wytwarzając próżnię – w ten sposób energia jest magazynowana. Gdy potrzebna jest energia, zawór się otwiera, a woda wpływa do środka pod wysokim ciśnieniem, napędzając turbinę, która wytwarza prąd.

Zalety systemu StEnSea

Technologia posiada szereg zalet w porównaniu do tradycyjnych metod magazynowania energii:

Minimalne zapotrzebowanie na teren – kule są instalowane na dnie morskim, bez ingerencji w środowisko lądowe.
Skalowalność i modułowość – możliwe jest tworzenie farm magazynowych z wielu jednostek.
Długa żywotność – betonowe sfery mogą działać 50–60 lat, a podzespoły mechaniczne wymagają serwisu co 20 lat.
Niska cena magazynowania – szacunkowy koszt to 5,1 centa za kWh.
Niski wpływ na środowisko – brak potrzeby budowy zbiorników, zapór czy ingerencji w krajobraz.

Wyniki testów i kolejne kroki

Pomysł został zaproponowany w 2011 roku przez prof. Horsta Schmidt-Böckinga oraz dr. Gerharda Luthera. W latach 2013–2017 Fraunhofer IEE przeprowadził projekt badawczy z prototypem w skali 1:10, testowanym w Jeziorze Bodeńskim. Przeprowadzono też szczegółowe analizy i symulacje pełnoskalowej wersji systemu.

Obecnie realizowane są przygotowania do realizacji kolejnego projektu badawczego, który zakłada instalację pełnoskalowej jednostki u wybrzeży Long Beach w Kalifornii. System ma generować 0,5 MW mocy i magazynować 0,4 MWh energii – wystarczająco, by zasilić przeciętne gospodarstwo domowe przez dwa tygodnie.

Potencjał globalny – gdzie można instalować StEnSea?

Z wykorzystaniem systemów GIS przeprowadzono analizę lokalizacji nadających się do instalacji. Ustalono następujące kryteria:

Głębokość wody: 600–800 m
Nachylenie dna morskiego: ≤1°
Odległość od sieci elektrycznej i baz serwisowych: ≤100 km
Odległość od baz instalacyjnych: ≤500 km
Wykluczenie obszarów o nieodpowiedniej geometrii (np. grzbiety, uskoki, kaniony)

W oparciu o powyższe parametry oszacowano globalny potencjał technologii:

Łączna dostępna powierzchnia: 111659 km²
Potencjał magazynowania energii: 817 TWh
TOP 10 krajów (64% potencjału): USA: 75 TWh, Japonia: 70 TWh, Arabia Saudyjska: 62 TWh, Indonezja: 59 TWh, Bahamy: 45 TWh, Libia: 43 TWh, Włochy: 41 TWh, Hiszpania: 31 TWh, Grecja: 25 TWh, Kenia: 24 TWh

Uznanie i nagrody

Projekt StEnSea spotkał się z uznaniem międzynarodowym. Otrzymał m.in. German Renewables Award 2017 w kategorii „Projekt roku”, a także znalazł się w gronie finalistów nagrody landu Hesji oraz Green Awards 2019.

Przyszłość magazynowania energii

Jeśli nadchodzący projekt pilotażowy zakończy się sukcesem, technologia StEnSea może stać się jednym z kluczowych narzędzi wspierających globalną transformację energetyczną. Dzięki ogromnemu potencjałowi instalacyjnemu i konkurencyjności kosztowej, system może umożliwić znacznie szersze wykorzystanie OZE w miksach energetycznych państw na całym świecie.

Źródło: Fraunhofer IEE, oprac. własne.

Idź do oryginalnego materiału