Nevyhnutelný přechod světové energetiky k „zeleným" obnovitelným energiím bez proklínané uhelné stopy, která katastrofálně zhoršuje klima naší planety, si zřejmě vynutí i zásadní změnu v její distribuci v podobě elektřiny rozšířením
i o rozvod plynu a tepla. Jednu z nejvýznačnějších změn k včasnému a cenově dostupnému přechodu proto hledá zejména Evropa v integraci elektrických a plynárenských přenosových soustav.
Koncem minulého roku 17 evropských průmyslových asociací vyzvalo v otevřeném dopise místopředsedu Evropské komise k co nejrychlejší podpoře technologií „Power-to-X", které několika možnými způsoby mohou využít „zelenou elektřinu" k výrobě plynných paliv. A v nich se poprvé v tradičních plynovodech objeví vedle metanu i výraznější podíl vodíku, vyráběného modernizovanými elektrolyzéry. Metanizací vodíku katalytickou reakcí pomocí oxidu uhličitého za použití vhodných katalyzátorů, tlaku a teplot lze získat tzv. náhradní zemní plyn (až 20% H2), schopný rozvodu běžnou potrubní sítí.
Na rozdíl od problémového a drahého skladování elektřiny v akumulátorech lze plynem v tlakových nádržích uschovávat přebytky energie i po mnoho dní k vyrovnávání proměnlivých výkonů obnovitelných zdrojů. Takovými flexibilními systémy, dekarbonizací průmyslu a elektrifikací dopravy se snad podaří udržet obávané globální oteplování výrazně pod 2 °C nad preindustriální úrovní, jak to poprvé ratifikovalo 28 evropských států na konferenci COP 21 v Paříži. Letošní klimatizační konference COP 26, svolaná na listopad 2020 do Glasgow, bude tlačit na další snížení globální teploty a podá přehled o odhadovaných nejméně 200 zahájených a 500 schvalovaných nových projektech zejména vodíkových technologií, které mezitím startují v Nizozemí, Británii, Německu, Dánsku, Švýcarsku, stejně jako v USA, Indii a Číně. Z nich vybírám několik nejzajímavějších.
ETES hodlá propojit zelenou elektřinu s vytápěním i chlazením
Švýcarské společnosti MAN a ABB se rozhodly od roku 2018 společně řešit dekarbonizaci energetických sítí třícestným systémem ETES (Electro-Thermal-Energy-Storage), který má být schopen ekonomicky skladovat a pak distribuovat zelenou elektřinu cestou tepla a chladu, avšak bez vodíku. Vycházejí z toho, že tato oddělenými sítěmi ke spotřebitelům distribuovaná média se podílejí v současné době na celosvětové spotřebě energie 48 % a jsou zodpovědná za 39 % emisí CO2. První modely zařízení ETES využívají zelenou elektřinu v době přebytku k pohonu turbokompresorů které okruhem s CO2 zahřívají vodu na 120 °C v izolovaných nádržích pod atmosférickým tlakem.
Souběžný tlakový okruh naopak slouží pro pozdější expanzní ochlazení vody, která se při „vybíjení zásobníků" rozvádí potrubní sítí do továren a obytných čtvrtí měst (zejména pro klimatizační a chladicí systémy, jak to úspěšně zavádí např. Vídeň), a tím šetří k jejich chodu potřebnou elektrickou energii. Horká voda se teplárenskou sítí rozvádí k otopu bytů a k ohřevu vody, slouží v průmyslu nebo se přes páru využije k pohonu turbogenerátorů měnících tepelnou energii v elektřinu. Technicky náročný multifunkční systém je zřejmě prosazován zmíněnými společnostmi ve snaze uplatnit v něm odbyt svých vynikajících turbín a turbokompresorů...
Siemensův ETES hodlá skladovat zelenou energii nekonvenčně i do sopečných kamenů
Během posledních dvou let dokázal ETES v přístavu Hamburk postavit průlomovou verzi jednoduššího způsobu ukládání přebytečné energie v podobě tepla do sopečných kamenů, a zatím nejvýše naakumulovaných 130 MWh nejdéle týden v podobě elektřiny vracet v případě potřeby do místní rozvodné sítě. Princip patentovaný společností Siemens Gamesa Renewable Energy je jednoduchý a nevyžaduje speciální technologie.
(Celý článek naleznete v příštím vydání Technického týdeníku.)