Chłodnie mogą wkrótce stać się magazynem nie tylko na żywność
Magazyny coraz częściej wykorzystują energię ze źródeł odnawialnych (OZE), i trend ten będzie już tylko przyspieszał. Oznacza to, że istotnym wyzwaniem w ramach strategii przechodzenia na gospodarkę niskoemisyjną jest stabilizacja zmiennej wydajności tych źródeł energii. Można tego dokonać, zapewniając możliwość magazynowania energii z OZE w sytuacji nadwyżek jej produkcji, a następnie wykorzystując ją lokalnie lub oddając do sieci w przypadku wysokiego zapotrzebowania. Magazynując energię na terenie zakładu, przedsiębiorstwa mogą nią zarządzać w bardziej kontrolowany i elastyczny sposób. Dlatego też w ramach finansowanego przez UE projektu CryoHub opracowano nowatorską koncepcję w zakresie magazynowania energii w chłodniach i stabilizacji sieci energetycznej, którą następnie przetestowano w pilotażowej instalacji w skali przemysłowej.
Prosty obieg termodynamiczny to krok ku „zielonej” przyszłości
Magazynowanie energii kriogenicznej (ang. cryogenic energy storage, CES), czyli technika magazynowania energii w ciekłym powietrzu (ang. liquid air energy storage, LAES), to obiecująca technologia przeznaczona do magazynowania energii w długim okresie czasu, której trzon stanowią znane od dawna i stosunkowo proste procesy inżynieryjne. Nadwyżka energii elektrycznej jest wykorzystywana do chłodzenia, sprężania i skraplania powietrza lub azotu, a następnie magazynowana w izolowanych zbiornikach ciśnieniowych. Tak uzyskana ciecz może być potem w miarę potrzeb podgrzewana i odparowywana, a rozprężający się gaz można wykorzystać do napędzania turbiny wytwarzającej energię elektryczną. Pierwsza instalacja CES została zbudowana kilka lat temu w Zjednoczonym Królestwie. „Zespół projektu CryoHub rozwinął koncepcję CES i założył prototypową instalację w skali przemysłowej na terenie chłodni firmy Frigologix w Belgii”, informuje koordynatorka projektu Judith Evans z London South Bank University. Zadaniem tej instalacji było utrzymywanie niskiej temperatury w chłodni oraz oddawanie wytworzonej energii do sieci. Opracowano też zbiornik akumulacyjny do magazynowania kriogenu przeznaczonego do późniejszego użytku. Jak zaznacza Evans, w przyszłych wersjach instalacji jej profil energetyczny można znacznie poprawić, wykorzystując ciepło odpadowe do zwiększenia wydajności pomp i turbin.
Szanse i przeszkody na drodze do komercjalizacji
Prototyp instalacji, obok badań dotyczących wykonalności i opłacalności tego rozwiązania, dostarczył danych, które pozwoliły nakreślić kluczowe kierunki przyszłych prac. Pierwsza europejska mapa zdolności magazynowania w warunkach chłodniczych i zużycia energii dla wielkopowierzchniowych chłodni i zakładów spożywczych została zestawiona z dostępnością OZE na danym obszarze, co pozwoliło znaleźć najbardziej obiecujące lokalizacje. W drodze analiz ustalono, że komercyjny potencjał tej technologii zależy nie tylko od zapotrzebowania danego regionu na magazyny żywności, ale również od stopnia jego rozwoju gospodarczego i technologicznego. Większe magazyny, a tym samym większe systemy CES obecnie bardziej nadają się do wdrożenia w nich technologii CryoHub, gdyż mniejsze systemy CES są relatywnie droższe, co sprawia, że przestają być konkurencyjne. Ilustruje to wyraźnie badanie wykonalności koncepcji pod względem finansowym. Niezależnie od tego większe różnice między stawką szczytową a innymi taryfami – jako że ceny energii elektrycznej są coraz mniej stabilne – mogą wpłynąć na lepszą opłacalność rozwiązania LAES, podobnie jak zachęty rządowe do magazynowania energii. Zespół projektu przeprowadził badanie ankietowe wśród zainteresowanych stron, spośród których 80 % wyraziło chęć zainwestowania w technologię CryoHub. Jak podsumowuje Evans: „Dalsze prace badawczo-rozwojowe mogą zaowocować wprowadzeniem na rynek technologii CES do zastosowania w chłodniach, tym samym przyczyniając się do obniżenia emisyjności tej branży. Oprócz niższych kosztów energii dodatkową korzyścią tej technologii jest możliwość wykorzystania lokalnych OZE”.
Słowa kluczowe
CryoHub, magazynowanie energii, CES, LAES, chłodnia, OZE, stabilizacja sieci energetycznej, magazynowanie energii kriogenicznej, magazynowania energii w ciekłym powietrzu, odnawialne źródła energii
