Co dělají státy, které mají vysoký podíl energie ze solárních a větrných zdrojů, když “nefouká a nesvítí”? Využívají baterie, do kterých ukládají přebytkovou elektřinu v době, kdy naopak obnovitelné zdroje vyrábějí víc, než je v síti potřeba. V Česku vyrostla první velkokapacitní baterie teprve před rokem, v ostatních zemích je to ale plnohodnotná součást elektroenergetického systému.
Baterie jsou společně s elektrolyzéry, digitálními nástroji pro řízení energetické výroby a spotřeby a rozvojem infrastruktury pro alternativní paliva v dopravě jedním z klíčových prvků nové energetiky.
Není baterie jako baterie
Baterie můžeme rozlišit třeba podle účelu, kterému mají sloužit. Majitelé fotovoltaik znají běžnou domácí baterii, která zajišťuje, aby mohli využívat vyrobenou elektřinu i v noci nebo za horšího počasí. Velmi podobná baterie se nachází v elektromobilech.
Vedle toho ale existují velkokapacitní baterie určené pro vyrovnávání výkyvů v distribuční nebo i přenosové soustavě, ty mohou mít v rukou energetické firmy, ale třeba taky obce v rámci komunitní energetiky. Podle užití se liší hlavně kapacita a výkon baterie, může být odlišná taky rychlost dobíjení.
Pak je tu otázka použité technologie. V současnosti nejpoužívanější jsou lithium-iontové baterie, které jsou ale poměrně surovinově náročné. Zároveň jde ale o zavedenou technologii, jejíž cena díky intenzivnímu zavádění do praxe klesá – v Německu cena Li-ion baterií klesla od roku 2014 až o 60 %.
Pro Li-ionky už tu je konkurence
Například většina evropských automobilek plánuje stavět továrny na baterie (takzvané gigafactories) právě s Li-ion technologií, téměř veškerou výrobu chce také recyklovat a využít opětovně. Nicméně ukládání energie je oblast, ve které probíhá intenzivní vývoj a na trh se postupně dostávají konkurenční technologie. Existující technologií je třeba vodíkový generátor s tím, že vodík je možné vyrábět elektrolýzou z přebytků obnovitelných zdrojů jen za využití vody.
V USA se letos spouští sériová výroba baterií na bázi železa a chemické reakce na bázi zpětné koroze. V Česku zase probíhá vývoj baterie s využitím vody, zinku a grafitu, která by z principu měla být nehořlavá.
Baterie umožní nakupovat levnější elektřinu
Budoucí aplikace nových bateriových technologií se bude lišit podle toho, zda má jít o široké užití v průmyslu, nebo o menší flexibilní zdroje pro domácnosti či třeba dopravu. Kromě parametrů jako výkon, kapacita, bezpečnostní standardy a dostupnost bude rozhodující i cena.
Z hlediska ekonomického provozu má baterie jednu zásadní výhodu – umožňuje nakupovat elektřinu v době, kdy je levná, a využívat naopak ve špičce, kdy je naopak elektřina ze sítě drahá. Tento princip dokážou maximálně zefektivnit digitální nástroje pro řízení výroby a spotřeby, které provádějí rozhodnutí o nákupu podle vývoje aktuálních cen, automaticky. Takové řízení pak koncovému uživateli elektřiny srazí cenu elektřiny dolů, protože prakticky neplatí “špičkové” ceny, které se jinak započítávají do průměru.
Z logiky věci to taky znamená, že majitel baterie může naopak uskladněnou elektřinu prodávat v době, kdy se to jemu vyplatí. To je klíčová myšlenka za konceptem “obousměrného dobíjení” na dobíjecích stanicích pro elektromobily. Jde o to, že by majitel baterie v elektrovoze mohl mít možnost prodat část své uskladněné kapacity zpět do sítě. Pokud by se to dělo ve velkém měřítku, mohlo by jít o zajímavou službu pro distributory nebo správce přenosové soustavy, kteří by si takto zajišťovali část vyrovnávací kapacity.
V Česku zatím stačí změna zákonů, na západě už se chystají investice
Obecně platí, že zapojování baterií do sítě znamená možnost snížení cen a rychlejšího vyrovnání výkyvů daných nerovnoměrnou produkcí obnovitelných zdrojů. Má to ovšem dva předpoklady. V Česku by bylo nutné pro plné využití potenciálu všech typů baterií a dalších forem úložišť změnit legislativu. Vzhledem k tomu, že v současnosti jsou naše ukládací kapacity minimální, stačila by změna zákonů k tomu, aby se baterie začaly výrazněji využívat i v našem energetickém systému.
Dlouhodobě ale zapojování baterií v kombinaci s obnovitelnými zdroji energie vyvolá i potřebu investice do modernizace přenosové a distribučních soustav, zejména jejich kapacity flexibilně reagovat, využívat digitální nástroje a reagovat téměř v reálném čase. To se zatím netýká Česka, kde je využití těchto technologií minimální a potrvá roky, ne-li dekády, než jejich podíl dosáhne relevantní úrovně. Na druhou stranu ale odkládání investic znamená, že u nás některé moderní služby nebudou dostupné, zatímco ve státech okolo nás ano. To by pak mohlo české spotřebitele i firmy zbytečně znevýhodnit.
