Накопитель энергии из стали — пилотный проект в ФРГ

Компании Vattenfall Energy Solutions, Gewobag (управление недвижимостью) и стартап Lumenion строят в берлинском районе Тегель накопитель энергии нового типа.

Назначение устройства — сглаживать пики выработки ветровой и солнечной генерации, с одной стороны, и выдавать/вырабатывать из накопленной энергии тепло и электроэнергию потребителям.

Речь идёт о термальном накопителе. Электрическая энергия используется для нагревания стальных элементов, расположенных в теле устройства, до 650 градусов Цельсия с последующей выдачей тепла в централизованные системы теплоснабжения, которые в последние годы в Германии получают все более широкое распространение. Кроме того, на основе этого высокотемпературного тепла можно «обратно» вырабатывать электроэнергию с помощью паровой турбины.

Принципиальная схема работы изображена на рисунке.

Lumenion, компания-разработчик уверяет, что стоимость их накопителя существенно ниже других вариантов. Она находится в интервале 50-70 евро за киловатт-час емкости. В расчете на 20 лет и при 150 циклах стоимость киловатт-часа получается ниже 2 евроцентов. При этом производитель заявляет 40 летний срок службы, то есть после 20 лет стоимость хранения энергии снижается практически до нуля.

На первый взгляд, нагревание электричеством некой материи с последующим производством тепла и электричества — не самый эффективный способ хранения, велики потери. Однако Lumenion говорит об эффективности до 95% в случае комбинированной выработки тепла и электроэнергии (70% по теплу и 25% по электроэнергии).

Накопитель должен быть введён в строй «к следующему отопительному сезону». Система емкостью 2,4 МВт*ч будет использована в централизованном теплоснабжении многоэтажных жилых домов, управляемых Gewobag. На втором этапе планируется генерация электроэнергии.

В планах Lumenion и Vattenfall создание систем хранения энергии емкостью 40 и 1400 мегаватт-часов – технология элементарно масштабируется. Такой «гига-накопитель», как его называют авторы, сможет эффективно и дешево интегрировать большие объемы электроэнергии, вырабатываемой солнечными и ветровыми электростанциями.

Следует отметить, что «стальной накопитель» — это не первый пример современного использовании термальной системы хранения энергии, в которой электричество хранится в форме тепла. Например, компания Siemens Gamesa строит термальный накопитель, в котором ветровая энергия будет «запасаться» в нагретом камне.

Технологии «электроэнергия-тепло» (power-to-heat) получают всё более широкое распространение. С ними, в частности, экспериментирует и Китай. Они наиболее эффективны в тех областях, где есть потребители тепла, и являются одним из существенных элементов декарбонизации таких секторов потребления энергии, как недвижимость и промышленность.