Akumulatori za 21. vek

Do sredine ovoga veka moramo uspeti da napustimo korišćenje fosilnih izvora energije u čitavom svetu kako bi se zagrevanje Zemlje ograničilo na maksimalno dva stepena, smatra Međuvladin panel o klimatskim promenama (IPCC). Ključna uloga u tom procesu pripada obnovljivim izvorima energije, ali i sistemima za akumuliranje energije. „Zbog zaštite klime i ograničenosti resursa prebacićemo se na energiju vetra i sunca jer su to najpovoljniji izvori energije“, kaže Mihael Šterner, profesor sa univerziteta u Regensburgu koji se specijalizovao za probleme akumuliranja energije. „To znači da će sunce i vetar postati naša primarna energija. Tu energiju koristićemo za vožnju automobilom, za grejanje i proizvodnju električne struje. Na svim tim područjima ključnu ulogu će imati – akumulatori.“

Masovna proizvodnja – jeftiniji akumulatori

Shodno tome, i tehnika akumulatora dinamično se razvija. Oni se već danas sve više koriste za stabilizaciju strujne mreže, odnosno za ublažavanje oscilacija struje. Takođe, tehnologija proizvodnje akumulatora dobija snažan podsticaj zahvaljujući elektromobilnosti. Tako recimo kalifornijski pionir u proizvodnji elektro-automobila „Tesla“, zajedno sa „Panasonikom“ gradi u Nevadi ogromnu fabriku akumulatora koja će koštati više milijardi dolara i tako unapređuje masovnu proizvodnju litijum-jonskih akumulatora.

„Masovna proizvodnja smanjuje cene i taj pad je mnogo brži nego što je bilo prognozirano. Već danas cene takvih akumulatora niže su nego što je prognozirano za 2020. Godinu“, kaže profesor Uve Zauer, stručnjak za akumuliranje energije sa Tehničkog univerziteta RWTH iz Ahena. On je uveren da elektromobilnost stiže u velikom stilu. „To nije nikakvo sanjarenje o budućnosti. Ta budućnost dolazi. Kada se u svetu udvostruči proizvodnja akumulatora, troškovi se smanjuju za oko 20 odsto. Ta tehnika postaće masovni proizvod.“

Struja iz sopstvene proizvodnje

Smanjenje cene akumulatora pozitivno se odražava i na akumuliranje električne struje iz sopstvene proizvodnje. „Solarna struja danas u Nemačkoj košta samo deset centi po kilovatsatu, a struja iz utičnice – 29 centi“, kaže profesor Ajke Veber, šef sektora instituta Fraunhofer za solarne energetske sisteme i predsednik nemačkog Saveznog udruženja za akumuliranje energije. On prognozira da će potražnja za akumulatorima energije brzo da raste. „U Kaliforniji su već danas akumulatori struje veoma povoljni. Akumulacija struje tamo košta samo 10 centi po kilovatsatu. Zbog toga običnom čoveku postaje sve privlačnije da optimira svoje snabdevanje strujom. Idućih godina vrlo brzo će se pokazati revolucija u tehnologijama akumulacije energije.“

Trenutno se vrlo brzo razvija još jedna tehnologija akumulacije energije: proizvodnja goriva uz pomoć električne struje. Takozvani postupak power-to-gas nastao je pre samo sedam godina. „Danas u Nemačkoj ima 20 takvih eksperimentalnih postrojenja, investirano je više od 200 miliona evra. Pored toga postoji još dosta projekata u Evropi, ali i mnogo zahteva iz Latinske Amerike i Azije“, kaže stručnjak za akumulaciju energije Šterner. „Napravili smo velike skokove u tehnologiji. Počeli smo sa malim eksperimentalnim postrojenjem, a sad već postoje velika postrojenja od više megavata u vlasništvu koncerna kao što su Audi, E.ON i Simens. Danas je ta tehnika zrela i sposobna za izlazak na tržište.“

Kod tehnologije power-to-gas, uz pomoć električne struje se, elektrolizom, od vode dobijaju vodonik i kiseonik. Vodonik može dugoročno da se čuva. U vodonikovoj ćeliji od njega može da se dobija električna struja i toplotna energija, a to može da posluži i za vožnju automobila. U daljnjim postupcima se od vodonika i ugljen-dioksida može stvoriti metan, dizel, kerozin ili metanol. Metanol je važna i osnovna materija u hemijskoj industriji.

Za dugoročno akumuliranje energije i zamenu nafte i zemnog gasa, postupak power-to-gas predstavlja prekretnicu. „Akumulatorska tehnika nije dovoljna za pogon aviona i brodova, akumulatorskom strujom ne mogu da se proizvode ni lakovi“, kaže Šterner. „Ali za proizvode hemijske industrije, za sve što smo do sada proizvodili od nafte i gasa, tehnologija power-to-gas je ključna.“

Akumulatori smanjuju troškove energije

Neke tehnologije akumuliranja energije postoje već decenijama. Vrlo su raširene recimo hidroelektrane kod kojih se viškom proizvedene električne energije voda transportuje u akumulaciono jezero na većoj visini. U slučaju potrebe, ta voda se ispušta preko turbina i proizvodi električnu energiju.

Zamenom fosilnih izvora energije i razvojem sistema za korišćenje energije vetra i sunca, nastaju i nove mogućnosti za akumulaciju energije. Firme u Danskoj i severnoj Nemačkoj već koriste višak energije vetra za zagrevanje vode za toplane. To štedi novac, rasterećuje električne mreže i pomaže u zameni fosilnih izvora energije.

Stručnjaci su uvereni da razne tehnologije akumuliranja energije imaju budućnost. Ipak, prognoze o dugoročnom tržišnom razvoju raznih tehnologija pohranjivanja energije su vrlo različite, kaže Peter Retgen, šef inovativnog centra E.ON (Innovation Center Energy Storage): „Ali u jednom se sva istraživanja slažu: akumulatori su srednjoročno i dugoročno neophodni za promenu našega energetskog sistema i oni smanjuju troškove. Sad moramo da uvedemo tehnologije i malo po malo razvijamo neophodno znanje.“