Obnovitelné zdroje elektrické energie zažívají v posledních letech nebývalý růst. Některé však mají velmi kolísavý výkon. Jednou závisí na střídání dne a noci, podruhé na síle větru, potřetí...
Energetici musí zajistit dodávku proudu podle poptávky odběratelů. Přece nevypnete svůj počítač jen proto, že právě nastala noc nebo přestal foukat vítr. Vědci proto řeší problém možného využití nárazové výroby větrných farem či solárních parků k naplnění rezerv na období zvýšené poptávky po elektřině. Jde také o to, aby odpadly problémy s regulací přetížené sítě.
Výstavba záložních zdrojů s velmi krátkou dobou náběhu neřeší přetížení rozvodné sítě v období větrného počasí. Inženýři se proto vracejí i ke starším projektům skladování energie, jako je technologie CAES (z anglického compressed air energy storage, česky stlačování vzduchu do podzemí). První prototyp CAES vznikl v Německu v 70. letech minulého století.
"Společnost ČEZ považuje technologii stlačeného vzduchu za zajímavý koncept, avšak k praktickému uplatnění v České republice je nutné ještě vyřešit množství otázek; například vhodnost geologických formací či jak zvýšit účinnost a zároveň technologii neúměrně nezdražit. Každopádně CAES patří mezi perspektivní možnosti v rámci způsobů akumulace energie," řekl Aleš Laciok, manažer environmentálních produktů ČEZ.
Jak funguje skladování pomocí stlačeného vzduchu
Princip CAES funguje podobně jako přečerpávací elektrárny. V době nízkého odběru proudu se "nadbytečná" elektřina využije na stlačování vzduchu do podzemních zásobníků. Ve špičce se stlačený vzduch vrací z podzemí zpět, aby poháněl turbíny napojené na generátor. Tímto způsobem se omezí výkyvy způsobené změnou přírodních podmínek.
ČEZ chce skladovat elektrickou energii pod zemí.
Vzduch se při stlačování zahřívá, a proto se musí chladit. Naopak při návratu na povrch je nutné jej znovu zahřívat (to se provádí zatím pomocí zemního plynu). Účinnost tlakovzdušných akumulačních elektráren se proto pohybuje kolem 50 procent.
Přečerpávací elektrárny dokážou zásobovat síť až 1000 MW po dobu několika hodin, jenže vhodné lokality pro jejich výstavbu jsou téměř vyčerpány.
Elektrárny na stlačený vzduch mají menší výkon, ale k dispozici je více podzemních kapacit pro jeho skladování (vytěžené prostory, jeskyně, artéské studně apod.).
V USA zvyšují účinnost CAES na 70 procent
Společný vědecký tým RWE a GE vyvinul podle Martina Pavlíčka, mluvčího společnosti ČEZ, pokročilý energeticky výhodný design nazvaný AA-CAES (advanced adiabatic CAES). V něm teplo stlačeného vzduchu nepřichází vniveč, ale skladuje se pro opětovné zahřátí stlačeného vzduchu. Tím stoupne účinnost celého procesu na 70 procent, což je srovnatelné s přečerpávacími elektrárnami. Demonstrační 30MW jednotka by měla vzniknout kolem roku 2012.
Prozatím existují jen dvě jednotky CAES
První zařízení CAES na světě je v Huntorfu mezi Brémami a Oldenburgem v severním Německu. Je v provozu už od roku 1978. Kompresory pohání mimošpičkový proud z jaderné elektrárny Unterweser (1410 MW). Plní dva válcovité podzemní zásobníky v hloubce 650 až 800 metrů o objemu 310 tisíc m3. Na provozní tlak 72 barů se zásobníky naplní zhruba za osm hodin. Stlačený vzduch vystačí na dvě hodiny provozu. Ve špičce je elektrárna schopna prakticky okamžitě dodávat do sítě 290 megawattů.
V roce 1991 ve státě Alabama ve Spojených státech byla vybudována druhá jednotka CAES jako součást plynové elektrárny McIntosh. Blok 1 má podzemní zásobník o kapacitě 538 tisíc m3. Zdroj funguje bez problémů v součinnosti s ryze plynovými bloky 2 a 3 (ty byly dostavěny v roce 1998).
Touto elektrárnou se inspiroval i stát Iowa, který podle M. Pavlíčka získává přes 15 procent energie z větru díky výhodným klimatickým podmínkám. V roce 2011-2012 by měla v Iowě být uvedena do provozu nová jednotka poháněná větrnými turbínami.
