1 dzień temu
5
Transformacja energetyczna pełna jest wielkich obietnic, które upadają w momencie, gdy wiatr cichnie albo nadciągają chmury. Magazynowanie prądu to aktualnie most, o którym wszyscy mówią, ale cena tych inwestycji jest zwykle ogromna. Zwłaszcza kiedy w grę wchodzi opieranie się na akumulatorach. Wyobraź więc sobie, że blizny po odkrywkowym wydobyciu węgla mogą stać się częścią rozwiązania problematycznego magazynowania energii z niepewnych źródeł. Nie dzięki chemii i elektrodom, a za sprawą masy, wysokości oraz właśnie grawitacji. Na tym opiera się nowy projekt w południowo-zachodniej Polsce, który stawia proste pytanie z bardzo złożoną inżynierią w tle. Bo czy grawitacja może stać się wiarygodnym filarem czystszego systemu energetycznego?
Grawitacja, a nie chemia. Oto jak polska kopalnia zamieni wagę w waty
Przez dekady gospodarkę i krajobraz wokół kompleksu węgla brunatnego Turów pod Bogatynią definiowały kopalnie. Wykopy są głębokie, skarpy wysokie, a infrastruktura z natury przemysłowa. Te same cechy (różnice wysokości, dziedzictwo kolei i przenośników, ciężkie maszyny, przyłącza do sieci) to dokładnie to, czego potrzebuje grawitacyjne magazynowanie energii. Pomysł polega na tym, aby wykorzystać to, co pozostało po górnictwie, do przetestowania technologii, która może uzupełnić akumulatory i elektrownie szczytowo-pompowe. Decyzja, czy warto ją skalować w innych regionach pogórniczych, ma zapaść w połowie dekady.
Czytaj też: Inwestowałeś w fotowoltaikę przed 2022 rokiem? Twoje korzystne rozliczenia mają termin ważności
Najważniejsza wiadomość brzmi? Politechnika Wrocławska przewodzi międzynarodowemu konsorcjum, które ma zaprojektować, zasymulować i zbudować demonstrator magazynu energii grawitacyjnej w Turowie. W konsorcjum są też AGH w Krakowie i PGE GiEK oraz partnerzy z Grecji, Rumunii i Czech, a to akurat jasno wskazuje cel: stworzyć coś, co da się powielać w całej Europie Środkowo-Wschodniej, a nie tylko jednorazowy pokaz. Projekt jest finansowany z unijnego Funduszu Badawczego Węgla i Stali. Uczelnia potwierdza budżet powyżej 3,5 mln euro, z czego około 1 mln euro trafi do zespołu mechaników. Demonstrator ma być zaprojektowany i przetestowany do czerwca 2027 roku na terenie udostępnionym przez PGE GiEK.
Sercem projektu jest koncepcja RM-GES (Rail-Mounted Gravitational Energy Storage), a więc system, który “podnosi” ciężkie bloki po zboczu, gdy prądu jest dużo, a opuszcza je, aby wygenerować energię, gdy sieć dręczą niedobory. Wcześniejsze wizualizacje pokazywały mechanizmy przypominające żurawie i wysokości wznoszenia do około 100 metrów. Program GrEnMine analizuje też wariant CB-GES z przenośnikami taśmowymi zamiast torów. Oba rozwiązania są dostosowane do terenów pogórniczych, gdzie różnice wysokości i ciężki sprzęt już istnieją.
Czytaj też: Megawatowa moc z powietrza zamiast 100-metrowych wież. Chińczycy testują przełomowy system S1500
Brzmi znajomo? Nic dziwnego, bo inni też próbują sił w tym segmencie. Energy Vault zakończył przyłączenie do sieci wieżowego systemu 25 MW/100 MWh w Rudong w Chinach na przełomie 2023 i 2024 roku. Z kolei w Wielkiej Brytanii firma Gravitricity zbudowała i uruchomiła demonstrator 250 kW w Edynburgu i dalej rozwija koncepcje szybów kopalnianych.
Jak działa grawitacyjny akumulator? Do ideału mu daleko
Energia potencjalna to masa razy grawitacja razy wysokość. Podnieś blok 50 ton na 100 metrów i ot, zyskasz ok. 13,6 kWh rezerwowej energii. Podnieś 500 ton i pyk, prądu masz już ok. 136 kWh. By osiągnąć skalę wielomegawatogodzinną, trzeba podnosić bardzo duże masy, sięgać wyżej, a do tego pracować wieloma jednostkami równolegle albo cyklicznie. Te uproszczone liczby tłumaczą, czemu stoki kopalni i tory kolejowe są atrakcyjne, bo po prostu pozwalają przewozić ciężkie ładunki na znaczących różnicach wysokości. Najnowsze analizy wskazują na sprawność cyklu w zakresie 70-90 procent, co zbliża się do elektrowni szczytowo-pompowych, choć naturalnie pozostaje poniżej najlepszych systemów litowo-jonowych.
Polski demonstrator nie jest jednak ot byle kopią wieży z betonowym blokiem w szczerym polu. Topografia pogórnicza zmienia całkowicie podejście do tego typu magazynu, bo choć różnice wysokości są dostępne tu i teraz, to wykorzystane w procesie stoki trzeba stabilizować na dekady, tory muszą być precyzyjnie ułożone i konserwowane, a cały system musi radzić sobie z gwałtownymi startami i zatrzymaniami bez szkody dla sieci. Z drugiej strony, istniejące drogi techniczne i przyłącza mogą skrócić wszystkie procedury, a działanie w strefie przemysłowej eliminuje wiele konfliktów lokalizacyjnych, które blokują nowe zbiorniki pompowe.
Czytaj też: Rok 2025 przyniesie pierwszy od dekady spadek przyrostu mocy słonecznych w UE. Nasycenie rynku
Co rozwiąże taki magazyn, jeśli testy się powiodą? Krótkoterminowe bilansowanie energii w sieci. Przenoszenie szczytów produkcji fotowoltaiki z dnia na wieczór, wygładzanie wahań wiatru, wsparcie częstotliwości i inercji przy zakłóceniach. Magazyny grawitacyjne raczej nigdy nie zastąpią wielkich akumulatorów, ale będą działały obok nich. Powody są akurat proste, bo takie magazyny nie dorównują im w zakresie gęstości mocy, modułowości czy szybkości reakcji. Grawitacyjne podejście stawia za to na długą żywotność, stabilne materiały, niską degradację i mniejsze uzależnienie od metali krytycznych. Gigantem w Europie pozostaje hydroenergetyka szczytowo-pompowa, ale jej rozwój ogranicza geografia i problemy z pozwoleniami. Grawitacja może wypełnić lukę w miejscach, gdzie teren i tak został ukształtowany pod ciężkie prace.
English (US) · 
Polish (PL) ·