Cílem nedávno zahájeného projektu EU SMHYLES je vyvinout inovativní, udržitelné a bezpečné hybridní systémy skladování energie na bázi soli nebo vody. Úkolem týmu UTB pod vedením Viery Pechancové v rámci SMHYLES je integrace hodnocení životního cyklu (Life Cycle Assessment, LCA), analýzy nákladů (cost analysis, CA) a posouzení společenské hodnoty.
Jednou z největších výzev 21. století je přechod na klimaticky neutrální zdroje energie. Hraje zde klíčovou roli spolehlivé skladování energie, protože při výrobních a zátěžových špičkách v elektrické síti je nutnost flexibilních systémů skladování, využitelných pro širokou škálu použití. Jedním z důležitých směrů výzkumu je řešení zařízení pro skladování energie, které probíhá v rámci Centra polymerních systémů (CPS) Univerzitního institutu. Kombinují se v nich dvě technologie skladování i jejich výhody: dlouhodobá kapacita a vysoká hustota. Nové systémy s nízkým obsahem kritických surovin (low-CRM) kromě toho také přispějí k energetické nezávislosti Evropy.
Projekt SMHYLES, jehož koordinátorem je italská výzkumná instituce Fondazione Bruno Kessler, je financován Evropskou unií v rámci programu Horizon Europe částkou přibližně 6 milionů eur po období čtyř let počínaje lednem 2024. Konsorcium zahrnuje 16 partnerů ze sedmi zemí.
Každá technologie skladování má technické a ekonomické vlastnosti, které jsou ideální pro konkrétní použití. Patří mezi ně například hustota energie a výkonu, reakční doba, environmentální udržitelnost a bezpečnost. Redoxní průtokové a solné baterie mají velkou kapacitu, lze je však nabíjet a vybíjet jen pozvolna. Superkapacitor se naopak vyznačuje rychlým nabíjením, nedokáže ale dlouhodobě uchovávat velké množství energie. Výkonu a flexibility potřebných v praxi lze dosáhnout pouze účelnou kombinací obou funkcí.
„Moderní systémy skladování energie musí zaručovat bezpečnost dodávek, výkon a bezpečnost, musí mít flexibilní ovládací software a musí být vyráběny a provozovány co nejudržitelnějším a nejšetrnějším způsobem k životnímu prostředí,“ vysvětluje vedoucí oddělení baterií a elektrifikačních technologií Fondazione Bruno Kessler v italském Trentu a koordinátor projektu SMHYLES Edoardo G. Macchi.
Kombinace udržitelných baterií s jinými systémy skladování
Hlavním cílem projektu SMHYLES je vyvinout a demonstrovat tyto inovativní, bezpečné a udržitelné hybridní systémy skladování energie v průmyslovém měřítku. V systému SMHYLES dojde ke kombinaci superkapacitoru na bázi vody a redoxní průtokové baterie nebo solné baterie. Dojde tím k vytvoření inovativních hybridních systémů skladování energie.
Nové hybridní systémy skladování vyvinuté v rámci projektu SMHYLES by měly být schopny uchovávat energii po středně dlouhou až dlouhou dobu a uvolňovat ji velmi rychle. Zároveň se tím sníží spotřeba kritických surovin, jejich použití bude bezpečné (protože nejsou snadno hořlavé), budou ekonomické a recyklovatelné. Očekává se, že tyto nové systémy skladování budou mít ve srovnání s konvenčními řešeními o 40 % nižší uhlíkovou stopu, a to i díky novým řešením recyklace, a dále o 20 % vyšší spolehlivost a dostupnost, což by mělo zvýšit odolnost našich energetických sítí založených na obnovitelných zdrojích.
Pilotní projekty v Portugalsku a Německu
Činnosti v rámci projektu SMHYLES zahrnují i vývoj, konstrukci, uvedení do provozu a demonstraci vodního hybridního systému skladování energie a hybridního systému skladování energie na bázi soli, jakož i prodloužení doby skladování stávajícího hybridního systému. Ve druhé polovině projektu budou po dobu 12 měsíců ve třech pilotních zařízeních v Portugalsku a Německu zkoušeny různé případy použití:
- ostrovní síť (Portugalsko, Graciosa): Energetický systém typu „off-grid“ s instalací niklo-uhlíkového superkapacitoru na bázi vody a solné baterie podporující ostrovní elektrickou síť.
- průmyslová mikrosíť (Portugalsko, Maia): Další vývoj vanadové redoxní průtokové baterie a její kombinace se superkapacitorem na bázi vody s cílem zvýšit podíl obnovitelných zdrojů energie v energetickém mixu a podpořit nabíjení elektrických vozidel.
- rozšíření pilotního závodu (Pfinztal, Bádensko-Württembersko, Německo): Rozšíření kapacity redoxní průtokové baterie a kombinace se superkapacitorem (z projektu EU HyFlow) a větrnou turbínou; tím se má umožnit vícedenní skladování energie a zvýšit spolehlivost sítě.
O projektu SMHYLES
V rámci projektu EU SMHYLES dochází k vývoji nových hybridních systémů skladování energie na bázi soli a vody v průmyslovém měřítku. Projekt byl zahájen v lednu 2024 a potrvá do prosince 2027. Projekt koordinuje italská výzkumná instituce Fondazione Bruno Kessler, konkrétně její Centrum pro udržitelnou energii, a je realizován ve spolupráci s 15 dalšími partnery z Německa, Itálie, Portugalska, Švýcarska, Španělska, České republiky a Tuniska. EU projekt financuje v rámci evropského rámcového programu pro výzkum a inovace Horizon Europe částkou přibližně 6 milionů eur.
Další informace o projektu a partnerech naleznete zde.
Komentáře