Energiewende - niemiecki projekt transformacji energetycznej

Energia na zapas
Magazyny energii
Przewiduje się, że w 2050 r. 80 procent energii elektrycznej będzie wytwarzane z OZE, w
większości z instalacji wiatrowych i fotowoltaicznych. Jeżeli w Niemczech nagle zabraknie
wtedy słońca ani nie będzie wiał wiatr, potrzebny będzie taki system zasilania w energię
elektryczną, który szybko i elastycznie dostosuje się do takich sytuacji. Pewną możliwość
zapewniają magazyny energii. W okresach, kiedy słońca i wiatru jest pod dostatkiem, można
w nich gromadzić energię elektryczną. Z kolei odpowiednio w czasie bezwietrznym, gdy jest
ciemno lub niebo jest zachmurzone mogą ją z kolei oddawać. Istnieją liczne rozwiązania
umożliwiające magazynowanie energii: magazyny krótkoterminowe, takie jak akumulatory,
kondensatory lub koła zamachowe, które mogą odbierać lub oddawać energię elektryczną
kilkakrotnie w ciągu doby, jednak dysponują jedynie ograniczoną pojemnością.
Aby magazynować prąd elektryczny przez dłuższe okresy, wykorzystuje się w Niemczech w
szczególności elektrownie szczytowo-pompowe. W tej chwili do niemieckiej sieci
energetycznej jest przyłączonych około dziewięciu GW mocy z elektrowni szczytowopompowych,
część z nich to obiekty znajdujące się w Luksemburgu i w Austrii. Tym samym
Niemcy dysponują największymi zdolnościami magazynowania w Unii Europejskiej, mogą je
jednak rozbudowywać tylko w ograniczonym zakresie. Dlatego prowadzona jest intensywna
współpraca z krajami, dysponującymi znaczniejszymi zdolnościami magazynowymi, przede
wszystkim z Austrią, Szwajcarią i Norwegią.
Kolejną alternatywą, umożliwiającą magazynowanie większych ilości energii przez dłuższy
czas, są magazyny ciśnieniowe. Nadwyżki energii wykorzystuje się do tłoczenia powietrza do
podziemnych magazynów, np. w jaskiniach salin. W razie potrzeby sprężone powietrze
napędza następnie generator, zamieniając energię ponownie w prąd elektryczny.
Nową koncepcję długoterminowego magazynowania energii proponuje rozwiązanie powerto-gas.
W tym wypadku energię elektryczną z OZE w procesie elektrolizy przekształca się w
wodór lub syntetyczny gaz ziemny. Zalety: wodór lub gaz ziemny można magazynować,
zużywać bezpośrednio lub zasilać sieci gazu ziemnego. Gazy można łatwo transportować i
wykorzystywać elastycznie. W razie potrzeby mogą zostać ponownie przekształcone w
energię elektryczną i ciepło w elektrowni, a odbiorcy końcowi mogą korzystać z nich gotując,
ogrzewając lub używając jako paliwa napędzającego pojazd.
Większość magazynów energii jest jednak jeszcze bardzo droga. Rząd niemiecki promuje
więc badania i rozwój i w 2011 r. powołał do życia inicjatywę wspierającą „Magazyn“.
Ponadto od roku 2013 rząd wspiera małe, zdecentralizowane magazyny łączone z
instalacjami fotowoltaicznymi. Nowym polem zastosowań dla baterii jest szybka
kompensacja w sytuacjach nieznacznej nierównowagi w sieci elektrycznej.
Wprowadzenie na rynek takich układów akumulatorowych powinno stymulować badania i
innowacje, a także ograniczać koszty. Według szacunków ekspertów zapotrzebowanie na
nowe magazyny jest na razie ograniczone. Atrakcyjnych kosztów systemów, niezależnie od
technologii magazynowania i przy bardzo wysokim udziale energii odnawialnych, można
spodziewać się dopiero długofalowo. Doraźnie i w średniej perspektywie bardziej opłaca się
zastosowanie innych środków, na przykład rozbudowa sieci albo celowe sterowanie
wytwarzaniem i zużyciem w celu efektywniejszego wykorzystania energii.