Obnovljivi izvori energije posljednjih su godina doživjeli eksponencijalni rast. Unatoč uspjehu u proizvodnji električne energije, jedan od glavni izazovi s kojima se još uvijek suočavaju je njihova integracija u električnu mrežu. To je uglavnom zbog isprekidanost obnovljivih izvora kao što su energija vjetra i sunca, te njihov ograničeni kapacitet skladištenja. Budućnost obnovljivih izvora energije uključuje prevladavanje ovih prepreka i razvoj učinkovitih i pristupačnih mehanizama za skladištenje proizvedene električne energije.
Uspjeh obnovljivih izvora energije i njihova uloga u dekarbonizaciji
Obnovljivi izvori energije nisu ograničeni samo na proizvodnju električne energije. Oni također igraju ključnu ulogu u proizvodnji topline i goriva, nudeći održivu alternativu fosilnim gorivima i ublažavajući negativne učinke klimatskih promjena. Posebno su se pokazali solarna energija i energija vjetra sposobni natjecati se u smislu troškova s konvencionalnim izvorima energije na mnogim tržištima.
U stvari, the 77% novih energetskih instalacija u svijetu U 2015. bili su obnovljivi, a prednjačila je energija vjetra i sunca. To je bilo moguće zahvaljujući tehnološkim poboljšanjima koja su drastično smanjila troškove proizvodnje električne energije iz ovih izvora. Na primjer, cijena proizvodnje električne energije iz vjetra i solarnih fotonaponskih postrojenja sada je niža od cijene mnogih konvencionalnih izvora energije.
Izazov skladištenja obnovljive energije
Iako je dosadašnji uspjeh obnovljive energije neporeciv, pravi izazov ostaje pronaći učinkovita rješenja za skladištenje proizvedene električne energije. Za razliku od fosilnih goriva, koja se mogu lako skladištiti i distribuirati, skladištenje obnovljive električne energije je kompliciranije i teško je i danas. vrlo skupo.
Postoje različiti načini pohranjivanja energije proizvedene iz obnovljivih izvora. Najčešći uključuju mehaničko skladištenje, toplinsko skladištenje i skladištenje kemikalija. Svaki od njih nudi prednosti i nedostatke ovisno o vrsti obnovljive energije koja se koristi, a cijena i učinkovitost svakog sustava značajno varira.
Rješenja za mehaničko skladištenje
Mehaničko skladištenje obično predstavlja hidrauličkih crpnih postrojenja, koji su pouzdana i učinkovita tehnologija. Tijekom vremena niske potražnje za energijom, sustav pumpa vodu u gornji spremnik, pohranjujući potencijalnu energiju. Kada se potražnja poveća, voda se oslobađa, stvarajući električnu energiju kroz turbine. Ova vrsta tehnologije predstavlja više od 90% kapaciteta za pohranu energije u Europi. Istaknuti projekti kao što su Slapovi Chira u Gran Canariji Fokusirani su na ovu tehnologiju.
Prednosti ovog sustava su njegove veliku fleksibilnost i učinkovitost. Međutim, zahtijeva velika početna ulaganja, a njegova izgradnja ovisi o odgovarajućem geografskom položaju, što ograničava njegovo širenje na sva područja.
Toplinski spremnik: koncentrirana sunčeva energija
Skladištenje topline ključno je za učinkovitije iskorištavanje sunčeve energije. Ovaj sustav omogućuje toplinu koju stvara tehnologija solarne koncentracije, gdje se sunčeve zrake koncentriraju za zagrijavanje tekućine, što može biti voda ili rastaljene soli. The rastopljena sol Ističu se na ovom polju svojom sposobnošću dugotrajnog skladištenja topline, oslobađajući je kada to zahtijeva potreba.
Ovaj sustav se posebno koristi u koncentrirajuće solarne elektrane (CSP), gdje se pohranjena toplina koristi za proizvodnju pare i, u konačnici, električne energije. Ova je tehnologija ključna za prevladavanje isprekidanosti izravnih fotonaponskih sustava, koji generiraju energiju samo tijekom sunčanih sati.
Skladištenje kemikalija: velika budućnost vodika
Bez sumnje, vodikova tehnologija pozvan je igrati središnju ulogu u budućnosti obnovljivih izvora energije. Ovaj se sustav sastoji od proizvodnje električne energije iz obnovljivih izvora, a potom njezine upotrebe za razdvajanje vode na kisik i vodik kroz proces tzv. elektroliza. Dobiveni vodik može se pohraniti i kasnije koristiti kao gorivo ili za ponovno stvaranje električne energije pomoću gorivih ćelija.
Poziv 'zeleni vodik' To je način skladištenja obnovljive energije na dulje vrijeme. Međutim, troškovi njegove proizvodnje su još uvijek visoki i razvijaju se nove tehnologije za poboljšanje učinkovitosti i smanjenje troškova.
Litij-ionske baterije u elektrokemijskom skladištu
Što se tiče elektrokemijskog skladištenja, litij-ionska baterija To je najčešća tehnologija zbog široke primjene u elektroničkim uređajima, električnim vozilima, a sada iu velikim projektima obnovljivih izvora energije. Ove baterije dopuštaju da se višak energije generiran tijekom vremena niske potražnje pohrani i otpusti kada je sustavu potrebno.
Glavni izazov litijevih baterija je njihov visoka cijena y ograničen vijek trajanja, čemu se dodaju brige za okoliš proizašle iz ekstrakcije materijala potrebnih za njegovu proizvodnju, poput litija i kobalta. Međutim, mogu biti učinkovito rješenje za kratkoročno skladištenje obnovljive energije.
Ukratko, budućnost obnovljive energije u velikoj će mjeri ovisiti o sposobnosti rješavanja izazova povezanih sa skladištenjem energije. Nedavne tehnološke inovacije nude rješenja koja obećavaju, no još je dug put do toga da te tehnologije postanu pristupačne i učinkovite. Kako obnovljivi izvori energije budu napredovali, skladištenje će postati stup koji će omogućiti potpunu integraciju ovih izvora energije u globalni elektroenergetski sustav.