Są środki na rozwój podmorskich elektrowni szczytowo-pompowych

Ta technologia ma wykorzystywać potencjał mórz i oceanów do przechowywania energii odnawialnej. Rozwój podwodnych elektrowni szczytowych pełniących funkcję ogromnych magazynów energii wesprą rządy USA i Niemiec.

Amerykańska firma Sperra specjalizuje się w produktach betonowych drukowanych w technologii 3D. Obejmują one wieże turbin wiatrowych i kotwice do pływających systemów energetyki słonecznej, wiatrowej i pływowej.

Jak podaje PV Magazyn, Amerykanie wezmą udział w projekcie, który uzyskał wielomilionowe dofinansowanie od rządów USA i Niemiec. Łącznie wynosi ono 7,7 mln dolarów, z czego 4 mln dolarów przyznało Biuro Technologii Energii Wodnej Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, a pozostałe 3,7 mln dolarów (3,4 mln euro) – niemieckie Ministerstwo Gospodarki i Działań Klimatycznych (BMWK).

REKLAMA

Beneficjentami finansowania są niemiecki instytut Fraunhofer IEE (Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik) oraz Pleuger Industries – dostawca podwodnych pomp silnikowych, pędników i pomp nurnikowych.

Podwodny magazyn energii z drukarki 3D

W ramach dofinansowanego projektu głębinowych elektrowni szczytowo-pompowych (ESP) Sperra zaprojektuje, wyprodukuje i przetestuje jednostkę magazynowania energii o średnicy 10 m oraz mocy i pojemności 500 kW/600 kWh (w komunikacie Fraunhofer IEE podano objętość 400 kWh).

Działania Sperry obejmą wyprodukowanie 400-tonowej betonowej kuli z zastosowaniem druku 3D, co obniży koszty dzięki wyeliminowaniu pracochłonnego procesu produkcji tradycyjnej konstrukcji betonowej. Kula będzie miała w górnej części otwór, w którym zostanie zainstalowana podwodna pompa silnikowa (turbina pompowa).

Magazyn energii ma być ulokowany na głębokości 500-600 m. Projekt realizowany będzie u wybrzeży Long Beach w pobliżu Los Angeles. Partnerzy projektu zamierzają go zrealizować do końca 2026 r.

Głębinowa elektrownia szczytowo-pompowa

Niemiecko-amerykańska współpraca ma doprowadzić do opracowania taniej technologii długotrwałego podmorskiego magazynowania energii.

– Podmorska elektrownia szczytowo-pompowa z betonem drukowanym w 3D przyspieszy transformację energetyczną, angażując lokalną siłę roboczą i wykorzystując natychmiast dostępne materiały – zapewnia Jason Cotrell, dyrektor generalny i założyciel Sperra, cytowany przez PV Magazine.

Głębinowe elektrownie szczytowo-pompowe mają wykorzystywać ciśnienie wody na głębinach do magazynowania energii w wydrążonych betonowych kulach. Kule są instalowane na dnie morza na głębokości 600-800 m. Prace nad tą technologią w Niemczech zostały zainicjowane przez niemiecki Instytut Fraunhofera w 2012 r. jako projekt StEnSea (Stored Energy in the Sea).

Pierwszy udany test terenowy w ramach StEnSea przeprowadzono na Jeziorze Bodeńskim, teraz natomiast naukowcy pracują nad kolejnym testem, którym będzie projekt u wybrzeży Kalifornii.

REKLAMA

Jak wyjaśnia PV Magzine, oryginalny system StEnSea składa się z dwóch głównych elementów. Jednym z nich jest wydrążona betonowa kula służąca za zbiornik magazynowy, a drugim – cylindryczna jednostka techniczna zawierająca turbinę pompy, zawór oraz elementy systemu kontroli i gromadzenia danych (SCADA). Jednostkę techniczną można wyjmować niezależnie od reszty konstrukcji.

Konkurencyjny i rokujący system ESP

Ocena techniczno-ekonomiczna technologii miała wykazać, że system StEnSea jest konkurencyjny cenowo w stosunku do konwencjonalnych elektrowni szczytowo-pompowych. Ponadto eksploatacja lądowych ESP często wiąże się z problemami środowiskowymi, które nie powinny wystąpić w przypadku elektrowni głębinowych.

Elektrownie szczytowo-pompowe szczególnie nadają się do magazynowania energii elektrycznej przez okres od kilku godzin do kilku dni. Jednak ich potencjał ekspansji jest poważnie ograniczony na całym świecie. Dlatego przenosimy ich zasadę działania na dno morskie – ograniczenia naturalne i ekologiczne są tam znacznie mniejsze. Ponadto akceptacja ze strony obywateli będzie prawdopodobnie znacznie wyższa – wyjaśnia dr Bernhard Ernst, starszy kierownik projektu w Fraunhofer IEE, cytowany przez PV Magazine.

Modułowa konstrukcja systemu pozwala jednocześnie na połączenie kilku jednostek StEnSea w jedną instalację. To zwiększa elastyczność takich elektrowni i zakres możliwych zastosowań technologii.

Wcześniejsza analiza przybrzeżnych obszarów morskich miała pokazać liczne potencjalne lokalizacje do wdrożenia głębinowych ESP na całym świecie. Wśród nich są wybrzeża Norwegii i Portugalii, Brazylii i Japonii, a także wschodnie i zachodnie wybrzeża USA. Technologię StEnSea można też wdrażać na głębokich jeziorach naturalnych lub sztucznych jezior, takich jak zalane kopalnie odkrywkowe.

Według danych Sperry Stany Zjednoczone są największym rynkiem dla morskich elektrowni szczytowo-pompowych. Jego potencjał techniczny netto według danych firmy wynosi ponad 7,5 TW/75 TWh na Atlantyku, Pacyfiku i w Zatoce Meksykańskiej. To ponad dwukrotność potencjału technicznego elektrowni szczytowo-pompowych na lądzie (3,5 TW i 35 TWh).

Barbara Blaczkowska

barbara.blaczkowska@gramwzielone.pl

© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy Gramwzielone.pl Sp. z o.o.