Rzeczony model pozwala obliczyć najtańszy sposób połączenia magazynowania energii za pomocą sprężonego powietrza w systemach energetycznych z dużym udziałem energii odnawialnej. Take magazyny nazywa się CAES, a ich działanie opiera się na sprężaniu powietrza do bardzo wysokich wartości. Kiedy pojawia się zapotrzebowanie na energię, owe powietrze zostaje wypuszczone i napędza turbiny, które produkują energię.
Czytaj też: Polski węgiel wkrótce będzie passé. Radykalne zmiany w energetyce odczujemy wszyscy
Dzięki modelowi zaprojektowanemu przez przedstawicieli Uniwersytetu Stanforda można skutecznie ocenić pojemność CAES potrzebną do głębokiej dekarbonizacji systemów energetycznych. Jak przekonują sami zainteresowani, takie podejście mogłoby posłużyć zarówno w odniesieniu do elektrowni słonecznych, jak i wiatrowych.
Szczegóły w tej sprawie zostały przedstawione na łamach Electric Power Systems Research. Autorzy publikacji obliczyli wyrównany koszt energii, czyli miarę średniego obecnego kosztu netto wytwarzania elektryczności w każdym godzinnym kroku czasowym. Kalkulacje opierały się na dostępności mocy wytwórczych, zasobów wiatrowych i słonecznych, możliwości magazynowych oraz zapotrzebowania.
Magazyny energii typu CAES mogą być integrowane z elektrowniami słonecznymi i wiatrowymi. Ich działanie opiera się na sprężaniu i rozprężaniu powietrza
Badacze mieli na uwadze cztery różne scenariusze. W pierwszym udział odnawialnych źródeł energii odpowiadał wynikom osiągniętym przez Kalifornię w 2021 roku. Kolejny wariant obejmował o 50% większy udział energii wiatrowej, a w następnym podobny wskaźnik dotyczył energii słonecznej. W czwartym scenariuszu pod rozwagę wzięto z kolei zwiększenie potencjału obu źródeł o 100%.
Na przykład w przypadku 100% nadwyżki wiatru optymalne połączenie źródeł odnawialnych wynosi 68,9% wiatru i 31,1% słońca z mocą CAES 3,40 TWh, a w przypadku 100% nadwyżki słońca najlepszy miks obejmuje 35,6% wiatru i 64,4% słońca z mocą CAES 2,77 TWh. W przypadku 100% nadwyżki wiatru i słońca, najwydajniejsze połączenie to 52,5% słońca i 47,5% wiatru z 3,10TWh mocy CAES. wyjaśniają autorzy
Czytaj też: Lepszego magazynu energii chyba nie będzie. Austriacy opracowali przełomowy akumulator
Skuteczne magazynowanie energii, z jak najbardziej ograniczonymi jej stratami, jest jednym z kluczowych aspektów mogących przesądzić o sukcesie (bądź porażce) w kontekście rozwoju odnawialnych źródeł energii. Magazynu typu CAES nie są pod tym względem idealne, ponieważ współczynnik utraty energii jest w ich przypadku zazwyczaj stosunkowo wysoki, lecz zapewniają alternatywę w zakresie gromadzenia zasobów. Dzięki temu obniża się ryzyko wystąpienia sytuacji, w których zielone technologie sprawdzają się wyłącznie w czasie nadwyżek energetycznych, by później zawodzić, gdy warunki stają się mniej sprzyjające. Bez tego trudno sobie wyobrazić, by paliwa kopalne mogły zostać w pełni zastąpione bardziej ekologicznymi rozwiązaniami.
