Systémy, ktoré dokážu uchovávať čistú energiu ako teplo je hit a prelomová technológia roku 2024.
Teplo potrebujeme na výrobu všetkého od oceľových tyčí až po obaly kečupu. V súčasnosti sa neuveriteľných 20% celosvetového dopytu po energii spotrebuje na výrobu tepla používaného v priemysle a väčšina tohto tepla sa vyrába spaľovaním fosílnych palív. V snahe o ozdravenie priemyslu sa čoraz viac spoločností snaží dodávať toto teplo pomocou technológie nazývanej termálne batérie.
Ukladanie energie vo forme tepla nie je nová myšlienka – oceliari zachytávajú odpadové teplo a využívajú ho na zníženie potreby paliva už takmer 200 rokov. Ale meniaca sa sieť a pokrokové technológie zvýšili záujem o túto oblasť. „Je to horúca oblasť,“ hovorí Jeffrey Rissman, hlavný riaditeľ pre priemysel v Energy Innovation, ktorá sa zaoberá energetickou a klimatickou politikou a výskumom.
Ceny obnoviteľných zdrojov energie, ako sú veterná a solárna energia, v poslednom desaťročí výrazne klesli. Tieto zdroje energie sú však nestále, podliehajú denným a sezónnym výkyvom. S nárastom lacnej obnoviteľnej energie sa preto súbežne objavuje snaha nájsť spôsoby jej uskladnenia pre aplikácie, ktoré si vyžadujú stály zdroj energie.
Termálne batérie by mohli pomôcť znížiť emisie tým, že poskytnú nové spôsoby využívania solárnej a veternej energie. Skladovanie termálnej energie by mohlo spojiť lacnú, ale prerušovanú obnoviteľnú elektrinu s priemyselnými procesmi náročnými na teplo. Tieto systémy môžu premieňať elektrinu na teplo a potom, podobne ako typické batérie, uskladňovať energiu a expedovať ju podľa potreby.
Rondo Energy je jednou zo spoločností, ktoré pracujú na výrobe a zavádzaní termálnych batérií. Systém skladovania tepla tejto spoločnosti sa spolieha na odporový ohrievač, ktorý premieňa elektrinu na teplo rovnakou metódou ako ohrievač alebo hriankovač, ale vo väčšom meradle a dosahuje oveľa vyššiu teplotu. Toto teplo sa potom využíva na ohrievanie starostlivo navrhnutých a usporiadaných hromád tehál, ktoré uchovávajú teplo na neskoršie použitie.
Vzduch vyfukovaný nad horúcimi tehlami sa potom môže použiť na výrobu pary alebo sa môže dodávať priamo na ohrev zariadení. Použitím bežných materiálov a navrhnutím zariadenia, ktoré môže fungovať s existujúcimi zariadeniami, sa Rondo snaží ukázať, že jej technológia sa môže integrovať do odvetvia, v ktorom sú kľúčové náklady. „Práve teraz dokazujeme, že je to ekonomické,“ hovorí John O’Donnell, generálny riaditeľ spoločnosti.
Firma prevádzkuje svoj prvý komerčný pilotný projekt v závode na výrobu etanolu v Kalifornii od marca 2023. Tiež vyrába zariadenia v továrni v Thajsku, ktorú už oznámila, že plánuje rozšíriť. V rámci nedávno oznámeného projektu s Diageo budú tepelné batérie firmy nainštalované v liehovare na whisky v Kentucky, kde sa vyrába bourbon Bulleit, spolu s jedným z ďalších zariadení Diageo.
V marci tento projekt podporilo americké ministerstvo energetiky, ktoré ho vybralo na financovanie vo výške 75 miliónov USD v rámci väčšieho úsilia o čistenie priemyselných emisií. Rondo nie je zďaleka jediným uchádzačom v tejto oblasti, ktorá v súčasnosti zahŕňa spoločnosti využívajúce na uskladnenie tepla všetko od roztavenej soli a kovu až po rozdrvené horniny.
Electrified Thermal Solutions vytvára termálne batérie, ktoré využívajú tepelne vodivé tehly ako vykurovací prvok aj ako pamäťové médium. Prechodom elektrického prúdu cez tehly sa generuje teplo bez potreby akéhokoľvek samostatného komponentu. Antora Energy podobne využíva svoje bloky na báze uhlíka na výrobu aj ukladanie tepla.
Cieľom spoločnosti je tiež premeniť toto teplo späť na elektrickú energiu pomocou termofotovoltaickej technológie. Zatiaľ čo mnohé firmy chcú inštalovať svoje riešenia na skladovanie energie v priemyselných zariadeniach a dodávať teplo, elektrinu alebo oboje, niektoré sa snažia ponúkať skladovanie energie v sieti verejným službám.
Spoločnosť Malta, ktorá sa v roku 2018 vyčlenila z firmy X (predtým Google X), buduje technológiu, ktorá bude prijímať elektrickú energiu, ukladať ju ako teplo v systéme roztavenej soli a potom znovu vyrábať elektrickú energiu na použitie v sieti. Brenmiller Energy patrí medzi najskúsenejších hráčov v oblasti skladovania tepelnej energie.
Podnik založený v roku 2011 vyrába modulárne systémy, ktoré na uskladnenie tepla využívajú drvené horniny. Jej technológia v súčasnosti funguje v niekoľkých zariadeniach vrátane výrobcu nápojov a nemocnice. Ak chcú spoločnosti, ktoré budujú systémy na uskladňovanie tepelnej energie, znížiť priemyselné emisie, musia sa rýchlo rozšíriť.
Musia tiež presvedčiť zákazníkov, aby sa prihlásili k novému spôsobu výroby tepla, čo je potenciálne náročná úloha v priemyselných odvetviach, ktoré môžu byť konzervatívne, hovorí Doron Brenmiller, obchodný riaditeľ firmy. Očakáva sa, že dopyt po priemyselnom teple bude v tomto desaťročí naďalej rásť, preto je naliehavo potrebné nájsť čistejšie možnosti. Termálne batérie by mohli byť kľúčovou stratégiou na udržanie tovární v prevádzke, keď sa úsilie o zníženie ich emisií zahrieva.