Od czasu, gdy Europa przyjęła zdecydowany kurs na pozyskiwanie energii z odnawialnych źródeł, na porządku dziennym znalazł się problem magazynowania tej energii, gdyż inaczej nie można jej dostarczać w sposób stabilny i sterowalny, a tak musi działać każdy system elektroenergetyczny.
Na przeszkodzie stoją prawa fizyki, na co wskazał już Einstein: energia elektryczna (w ścisłym znaczeniu) nie da się magazynować, gdyż wiąże się z ruchem elektronów po obwodzie wykraczającym poza „magazyn”. Wysiłki w kierunku „uwięzienia” elektroenergii w pudełku mogą wskazywać na wątpliwości, co do uwagi Einsteina. Zważmy jednak, że ta uwaga jest wytworem ścisłego umysłu: dosłowne „magazynowanie” to przecież składowanie czegoś w postaci nieruchomej. Należy więc przetwarzać elektryczność z OZE na energię potencjalną ciśnienia (np. gazów), wody (zbiorniki zaporowe, elektrownie szczytowo-pompowe), wiązań chemicznych (akumulatory, ogniwa paliwowe). Da się magazynować nawet ładunek elektryczny – powie ten, kto ma na myśli choćby zwykły kondensator. Trudno jednak zliczyć wszystkie jego wady pod względem wykorzystania energetycznego. A co z superkondensatorem? Ma zalety: wyższe napięcie znamionowe w porównaniu do klasycznych baterii, ogromną pojemność w stosunku do masy, bardzo duże prądy rzędu kiloamperów. Unia Europejska zainicjowała więc projekt badawczy HPSMT – High Performance Energy Storages for Mobile and Stationary Applications (z udziałem Gdańskiego Oddziału Instytutu Energetyki) zakończony w 2010 r. Zacytuję tylko jedno zdanie z konkluzji: Wdrożenie powszechnych systemów magazynowania energii wysokiego napięcia opartych na superkondensatorach przy użyciu obecnych technologii nie jest wykonalne. Ale badacze liczą na nowe materiały przyszłości i zaawansowane technologie produkcji. Musimy więc się wstrzymać z nadziejami. Dodam, że jednak superkondensator jest rodzajem źródła chemicznego(!).Elektryczna warstwa podwójna, tzw. warstwa Helmholtza powstaje tu np. na powierzchni elektrody zanurzonej w elektrolicie. Warstwa ta wpływa na przebieg procesów elektrochemicznych.
Ale można jeszcze inaczej. Tu spieszę się pochwalić zmysłem proroczym: trzynaście lat temu w tym felietoniku, rozważając aspekty żyroskopu wyraziłem nadzieję na rychłe wykorzystanie energii wirującej masy, a więc energii kinetycznej „uwięzionej” na okręgu. I mamy to! A raczej ma chińska prowincja Shanxi gdzie, jak donoszą agencje, ruszył właśnie największy na świecie system magazynowania wykorzystujący koła zamachowe. Obiekt za 48 mln USD ma moc zainstalowaną 30 MW i zawiera 120 jednostek podzielonych na moduły. Każdy moduł składa się z 12 jednostek, które razem tworzą układ magazynowania i regulacji częstotliwości. „Wirniki” umieszczono w próżniowych obudowach, na łożyskach magnetycznych. Cały system zasila sieć o napięciu 110 kV. Budowa trwała niespełna rok! Ten typ magazynowania proponowałbym nazwać kinetyką energetyczną zamiast zbyt powszechnego terminu „dynamika”. Czas na doskonalenie chińskich konceptów, jak to często bywało w historii.
Zygmunt Jazukiewicz
