Grawitacyjne magazynowanie energii w obszarach poprzemysłowych

Rozwój odnawialnych źródeł energii wymusza konieczność opracowania nowych metod magazynowania. A gdyby tak wykorzystać magazyny grawitacyjne do tego celu? Takie rozwiązanie jest obecnie badane przez międzynarodowe konsorcjum naukowo-przemysłowe, a jego liderem jest Politechnika Wrocławska.

Całkowity budżet projektu to ponad 3,5 mln euro, z czego na badania prowadzone przez PWr przeznaczonych będzie milion euro, a jego realizacja potrwa 3 lata.

Projekt o nazwie „GrEnMine – Grawitacyjne Magazynowanie Energii w Obszarach Poprzemysłowych” jest finansowany w ramach europejskiego programu RFCS – Research Fund for Coal & Steel. To pierwszy międzynarodowy projekt badawczy realizowany w ramach programu Horyzont Europa, którego liderem jest Politechnika Wrocławska. Kierownikiem zespołu badawczego jest prof. Przemysław Moczko z Wydziału Mechanicznego.

Jak opowiada prof. Przemysław Moczko, magazynowanie energii „to jedno z najważniejszych wyzwań w systemach wytwarzania energii, które składają się z wielu różnych technologii. Coraz większy udział w miksie energetycznym energii odnawialnej, czyli w tym przypadku głównie wiatrowej czy fotowoltaicznej, utrudnia stabilną pracę systemów elektroenergetycznych, ze względu na częste niedobory lub nadwyżki energii.  Z tego względu obserwujemy dynamiczny rozwój różnych technologii magazynowania energii, które zapewnią bezpieczną eksploatację niskoemisyjnych systemów wytwarzania i dystrybucji energii. Jedną z nich są właśnie magazyny grawitacyjne”.

Grawitacyjne magazynowanie energii od kilku lat wzbudza coraz większe zainteresowanie, stając się przedmiotem licznych badań i projektów pilotażowych. Tego typu technologia opiera się na wykorzystaniu energii potencjalnej dużych mas, np. w postaci bloków betonowych.

Jednym z obiecujących rozwiązań jest system dźwigowy, który podnosi specjalne bloki na wysokość nawet 100 metrów. W momencie nadwyżki energii elektrycznej w sieci, dźwig wykorzystuje ją do podnoszenia bloków, magazynując energię w postaci energii potencjalnej. Kiedy zapotrzebowanie na energię wzrasta, bloki są opuszczane, a ich energia kinetyczna jest wykorzystywana do generowania prądu.

Elementem przetwarzającym zmagazynowaną energię potencjalną na prąd elektryczny jest zespół generatora z przemiennikiem częstotliwości.

Długi okres eksploatacji takiego urządzenia z pewnością jest jego zaletą. Szacuje się, że tego typu magazyny mogą działać bezawaryjnie przez kilkadziesiąt lat. Co więcej wysoka skalowalność rozwiązania, to że nie generuje szkodliwych odpadów ani emisji oraz kwestia odporności na awarie i ekstremalne warunki pogodowe są czynnikami, które pokazują przyszłość tej technologii, i to że może odegrać kluczową rolę w transformacji energetycznej.

W ramach projektu „GrEnMine” naukowcy zaproponowali dwie technologie magazynowania energii:

• RM-GES (szynowe) oraz
• CB-GES (przenośnikowe)

Obie zostaną szczegółowo opracowane w trakcie jego realizacji. W Kopalni Węgla Brunatnego Turów,  należącej do PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna SA, powstanie także pilotażowy, małoskalowy magazyn energii, który posłuży do weryfikacji i demonstracji proponowanej technologii.

Wizualizacja: PWr

Jak podkreśla prof. Przemysław Moczko, „chcemy także określić potencjał możliwości magazynowania energii na terenach pogórniczych i innych możliwych do wykorzystania miejscach w Polsce i Europie. Tym samym stworzymy nowe perspektywy i zaproponujemy innowacyjne sposoby zagospodarowania tych regionów związanych z produkcją energii konwencjonalnej. Znakomicie wpisuje się to w główne założenia programu RFCS, którego celem jest wspieranie sprawiedliwej transformacji.

Oprócz Politechniki Wrocławskiej w skład konsorcjum naukowo-przemysłowego wchodzą Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Four Point sp. z o.o., Lignitorichia Achladas S.A., Oltenia Energy Complex S.A., PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna S.A., Poltegor Instytut. Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Technical University of Crete (Grecja), University of Petrosani (Rumunia), Brown Coal Research Institute (Czechy).

W skład zespołu badawczego na PWr wchodzą także dr hab. inż. Damian Pietrusiak, prof. uczelni, dr hab. inż. Jerzy Czmochowski, prof. uczelni, dr hab. inż. Marcin Kowalczyk, prof. uczelni, dr inż. Piotr Odyjas, dr inż. Jędrzej Więckowski, mgr inż. Jakub Andruszko, mgr inż. Tomasz Dobosz oraz mgr inż. Maciej Olejnik.

Źródło for. PWr