Pet ključnih metoda skladištenja energije: temelj budućnosti obnovljivih izvora

Obnovljivi izvori energije, sunce i vjetar prije svega, posljednjih su godina doživjeli snažnu ekspanziju, ali uz njih dolazi i jedan od najvećih izazova energetske tranzicije: varijabilnost proizvodnje. Sunce ne sja uvijek, a vjetar ne puše stalno. Upravo zato učinkovito skladištenje energije postaje strateška točka na kojoj počiva stabilnost elektroenergetskih sustava budućnosti. Bez njega, obnovljivi izvori teško mogu preuzeti vodeću ulogu u opskrbi. Danas postoji više desetaka tehnologija u razvoju, no pet metoda ističe se kao najrasprostranjenije i najvažnije.

1. Litij-ionske baterije - najbrže rastuće rješenje

Litij-ionske baterije trenutačno su sinonim za skladištenje energije. Od pametnih telefona do električnih automobila i sve većeg broja kućnih i mrežnih sustava, one nude visoku energetsku gustoću, brz odziv i relativno dug vijek trajanja. Njihova prednost je skalabilnost, jednako dobro funkcioniraju u malim solarnim instalacijama na kućama kao i u megavatnim baterijskim parkovima. Međutim, ograničene su dostupnošću litija i drugih metala, a proizvodnja ostavlja ekološki trag. Upravo zato se intenzivno razvijaju alternative poput natrij-ionskih baterija, koje bi u budućnosti mogle sniziti cijenu i povećati održivost.

2. Reverzibilne hidroelektrane - provjereni div energetike

Najstariji i najrašireniji oblik masovnog skladištenja energije su reverzibilne hidroelektrane (pumpne hidroelektrane). Princip je jednostavan: u razdobljima viška električne energije pumpa se voda u viši rezervoar, a kada je potražnja velika, ista voda se pušta nizbrdo i pokreće turbine te vraća energiju u mrežu. Ova metoda može pohraniti ogromne količine energije i osigurati stabilnost mreže satima ili čak danima. Nedostatak je geografska ograničenost, takva postrojenja zahtijevaju velike visinske razlike i značajne investicije u infrastrukturu, pa nisu primjenjiva svugdje.

3. Komprimirani zrak - energija pod tlakom

Skladištenje energije komprimiranjem zraka (Compressed Air Energy Storage, CAES) još uvijek je rjeđe od hidroelektrana, ali ima veliki potencijal. Višak energije koristi se za komprimiranje zraka u podzemne šupljine ili spremnike, a kasnije se taj zrak oslobađa i pogoni turbine koje proizvode električnu energiju. Ova metoda ima prednost dugog trajanja skladištenja i relativno niskih troškova pohrane, no pati od gubitaka učinkovitosti i složenosti infrastrukture. Novi projekti kombiniraju CAES s toplinskim spremnicima kako bi se povećala učinkovitost sustava.

4. Toplinski spremnici - energija u obliku topline

Energija se može skladištiti u obliku topline. Najčešće se koristi u solarnim termoelektranama, gdje se toplina pohranjuje u velike rezervoare rastopljene soli. Tako pohranjena energija može se koristiti za proizvodnju pare i pokretanje turbina i kada sunce zađe. Toplinski spremnici sve se više razvijaju i u industriji, gdje omogućuju fleksibilno upravljanje potrošnjom energije i smanjenje troškova. Glavna prednost im je niska cijena i dugotrajnost, dok je ograničenje manja svestranost jer toplinska energija nije uvijek lako pretvoriva u električnu.

5. Vodik - gorivo budućnosti

Jedno od najambicioznijih rješenja je korištenje viška električne energije za elektrolizu vode i proizvodnju vodika. Taj se vodik može skladištiti i koristiti kao gorivo u industriji, prometu ili za proizvodnju električne energije u gorivim ćelijama. Vodik ima gotovo neograničen potencijal pohrane i može poslužiti kao sezonsko skladište energije, primjerice, ljetni višak iz solarnih elektrana može se spremiti za upotrebu u zimskim mjesecima. Glavna prepreka je zasad visoka cijena elektrolizatora i izazovi u distribuciji i skladištenju plina.