Czy powietrze może być magazynem energii?
Opublikowano: 11 maja 2023

W dobie transformacji energetycznej coraz większe znaczenie zaczynają odgrywać magazyny energii. Za jedno z najlepszych rozwiązań w tym zakresie uznawane są obecnie elektrownie szczytowo-pompowe. Nie jest to jednak wyłączna możliwość magazynowania energii. Okazuje się, że w tym celu można wykorzystywać powietrze.

Problem niestabilności odnawialnych źródeł energii

Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii wiąże się z ryzykiem, które wynika z ich niestabilności. Ta z kolei wiąże się ze zmianami pogody, która nie zawsze sprzyja pracy paneli fotowoltaicznych lub turbin wiatrowych. Dużą rolę odgrywa tu także klimat, jaki panuje na danym obszarze. Na przykład w Polsce konieczne jest stosowanie różnego rodzaju odnawialnych źródeł energii, ponieważ warunki klimatyczne uniemożliwiają nastawienie się wyłącznie na wiatr czy słońce. Konieczne staje się też magazynowanie energii, do czego można wykorzystać rozmaite materiały. Naukowcy rozważają zastosowanie do tego celu na przykład piasku i wody.

To jednak nie wszystko, albowiem istnieje również możliwość wykorzystania do magazynowania energii powietrza. Co ciekawe, można to zrobić na dwa sposoby – poprzez sprężenie powietrza albo jego skroplenie.

Sprężone powietrze jako magazynem energii

Sprężone powietrze jest wykorzystywane do magazynowania energii już od lat 70. XX wieku. Obecnie na świecie działają dwa takie magazyny – jeden znajduje się w Stanach Zjednoczonych, a drugi w Niemczech.

W jaki sposób działają tego rodzaju instalacje? Otóż powietrze zostaje sprężone specjalnego kompresora. Jest ono wtłaczane do zbiorników, które znajdują się nad ziemią bądź pod nią. Co ciekawe, wspomniany kompresor jest zasilany nadwyżkami energii, jakie powstają podczas jej produkcji. Jeżeli powstaje konieczność użycia większej ilości energii, wówczas zmagazynowane powietrze wykorzystywane jest do napędu turbiny.

Naukowcy zwracają jednak uwagę, iż powyższa metoda nie jest zbyt wydajna, dlatego też pracują nad jej ulepszeniem. Szansą jest tutaj ponowne użycie ogrzanego w wyniku kompresji powietrza do jego dekompresji. Dzięki takiemu rozwiązaniu przestałoby być konieczne dostarczanie dodatkowego paliwa.

A może skroplone powietrze?

Alternatywą dla sprężone powietrza może być powietrze, które uległo skropleniu. Chodzi tutaj o technologię Liquid Air Energy Storage, która okazuje się niezwykle wydajna w praktyce. Polega ona na wstępnym sprężeniu powietrza, które następnie podlega schłodzeniu. W ten sposób objętość powietrza może zostać zmniejszona nawet tysiąckrotnie, dzięki czemu jego magazynowanie staje się znacznie prostsze, niż ma to miejsce w przypadku sprężonego powietrza.

W razie zwiększenia zapotrzebowania na energię ciśnienie skroplonego powietrza ulega zwiększeniu, co jest możliwe dzięki pompom. W ten sposób zaczyna ono parować, a następnie jest ogrzewane i służy do napędu turbin wytwarzających energię elektryczną.

Paweł Stasiuk