Baterie poháněná korozí? Nizozemci v ní chtějí ukládat energii až na čtyři dny

Společnost Ore Energy vyvíjí baterie slibující nákladově efektivní vyrovnávání výroby elektřiny z obnovitelných zdrojů po dobu až čtyř dnů. Po měsících pilotního testování získala prostředky, které mají umožnit výstavbu prvního výrobního závodu. Na stejné technologii pracují firmy ve Spojených státech amerických nebo v Indii. Svou vlastní cestu k levnému ukládání hledá i český výzkum.

Nizozemský startup Ore Energy představil koncept bateriových systémů, které mají schopnost akumulace energie až na 100 hodin. Baterie typu iron-air nesou označení železo-vzduchové nebo také v jisté nadsázce poháněné korozí. Princip fungování je založen na oxidaci na železných elektrodách, díky nimž dochází ke korozi. V této fázi se baterie vybíjí, naopak při redukci zpět se nabíjí.

Samotná technologie není zrovna novinkou. Byla zkoumána už v roce 1968, tehdy ovšem s cílem pohánět elektromobily. Bez tlaku na dekarbonizaci však zůstala po desetiletí prakticky nevyužita. K jejímu oživení došlo až v návaznosti na rostoucí rozvoj intermitentních obnovitelných zdrojů energie. Spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Aytaç Yilmaz v minulosti v rozhovoru sdělil, že teoretické základy rozpracovala výzkumná skupina na Technické univerzitě v Delftu, z níž Ore Energy vzešla.

Dostupnější, ale ne účinnější

Energy Storage NL, nizozemská oborová organizace pro sektor ukládání energie, představuje na svých stránkách řadu jejích předností. Co se týče materiálové základny, trojice železa, vody a vzduchu představuje dostupnou variantu, a to jak po finanční stránce, tak z hlediska hojnosti výskytu.

Železo je podle hmotnosti nejčastěji se vyskytujícím prvkem na planetě Zemi. Tvoří asi 80 % jejího vnitřního i vnějšího jádra, přičemž s 5% podílem v zemské kůře je druhým nejčastěji se vyskytujícím kovem. Firma i proto slibuje zajistit výrobu v rámci ryze evropského dodavatelského řetězce, čímž odpadá závislost na dovozu nákladných kritických komodit, jako jsou lithium či kobalt.

Dále Ore Energy udává, že náklady na jednotku instalované kapacity dosahují přibližně desetiny hodnoty srovnatelných lithium-iontových systémů určených pro dlouhodobé skladování energie (LDES). Na druhou stranu z hlediska energetické účinnosti pokulhávají za svými alternativami. Zatímco účinnost lithium-iontových baterií dosahuje přes 90 %, technologie železo-vzduch vykazuje výrazně nižší hodnoty. Podle výzkumníků z německého institutu Fraunhofer UMSICHT se pohybuje pod hranicí 50 %.

Od pilotu ve Francii k výrobě

Jedná se o první společnost, která v Evropě připojila tento typ baterie k síti. Stalo se tak v červenci minulého roku v nizozemském Delftu. Informovala o tom na webových stránkách asociace Energy Storage NL. Uvedla přitom, že Ore Energy chce využívat dvanáctimetrové modulární kontejnery, z nichž každý poskytne několik megawatthodin vícedenního skladování energie, optimalizovaných pro nízkonákladové a kompaktní nasazení.

Během dalších několika měsíců probíhalo testování ve výzkumných laboratořích v Écuelles ve Francii. Ty spadají do francouzské energetické skupiny Électricité de France, která mimo jiné provozuje flotilu jaderných elektráren. Projekt zaštítil evropský program StoRIES zaměřený na ověřování technologií LDES. Během několika měsíců zařízení sbíralo provozní data o cyklech nabíjení a vybíjení i o chování při zapojení do distribuční sítě. Vývojář na svých stránkách na základě toho uvádí, že pilot potvrzuje potenciál této technologie poskytovat nákladově efektivní vyrovnávání obnovitelných zdrojů.

Evropská unie řadí levné technologie LDES mezi klíčové pro energetickou suverenitu a konkurenceschopnost Evropy. Od prosince roku 2024 proto podpořila startup v rámci programu Horizon Europe 2,5 milionu eur. To dělá v přepočtu více než 60 milionů Kč. Minulý měsíc firma získala 43 milionů dolarů (téměř 900 milionů Kč) od společností Plural a HV na rozšíření vyvíjené technologie.

„Drahá energie je největší překážkou růstu, což evropské firmy a tvůrci politik velmi dobře vědí. Dostupná, obnovitelná energie je základem další generace výroby, AI infrastruktury a průmyslového růstu po celém světě. Dlouhodobé skladování energie Ore Energy je nezbytnou součástí této budoucnosti. Toto financování nám pomůže postavit první výrobní zařízení a nasměruje nás na cestu k výrobě v gigawatthodinovém měřítku, čímž zajistíme, že obnovitelná elektřina bude dostupná kdykoliv a kdekoliv,“ sdělil Aytaç Yilmaz, spoluzakladatel a generální ředitel společnosti Ore Energy.

Poslední injekce kapitálu, na které se podílela také Positron Ventures, otevírá cestu k vybudování prvního vlastního závodu. Ambicí je rozběhnout do roku 2028 produkci v řádu gigawatthodin. Tento krok má ověřit životaschopnost výroby ve velkém a jde ruku v ruce s posilováním výrobních, prodejních a provozních týmů. Ore Energy si předsevzala, aby se do roku 2035 řešení akumulace postavené na železe a vzduchu stalo standardní součástí infrastruktury pro LDES.

Technologii rozvíjí i v USA a Indii

Na trhu s bateriemi tohoto typu je klíčovým hráčem například společnost Form Energy původem ze Spojených států. Před dvěma lety taktéž přislíbila schopnost ukládání energie po dobu až 100 hodin. Ta v březnu letošního roku uzavřela dohodu s firmou FuturEnergy Ireland o prvním komerčním nasazení technologie v zahraničí. V srpnu pak získala od investorů 750 milionů dolarů (15,6 miliardy Kč). Peníze mají urychlit rozjezd tovární výroby v Západní Virginii a nasazování bateriových systémů u komerčních zákazníků. Mezi klienty patří například Google a Xcel Energy, jedním z investorů je zase GE Vernova.

Zajímavý je také indický startup Meine Electric, který oznámil, že rozvíjenou technologii nasadí v pilotním projektu v NTPC Simhadri. Informaci přinesl server ESS News.  V areálu uhelné elektrárny se již nachází také plovoucí solární elektrárna a provozovatel avizoval práce na instalaci zařízení na výrobu zeleného vodíku.

Zdaleka ne všichni, kteří investují do technologií LDES, zaznamenávají pozitivní milníky. Příkladem je německá společnost Voltstorage, která vyvíjela bateriové systémy na bázi železa, ale nikoli v kombinaci se vzduchem, nýbrž se solí. Ta totiž uzavřela výrobu loni, jak informoval server ESS News.

„Společnost VoltStorage neuspěla. Příslib této technologie se ale naplnil. Během posledních pěti a půl let jsme posunuli myšlenku od jediného malého článku až k 100článkovým stackům o ploše 3 200 cm² – jeden obrovský krok za druhým. Dosáhli jsme 1 000 cyklů bez měřitelné degradace v chemii, která obvykle začíná odumírat prakticky ve chvíli, kdy se začne nabíjet. Připravili jsme plně automatizované demonstrační zařízení o kapacitě 1 MWh. Proč tedy firma skončila? Důvody jsou komplexní, svou roli sehrály podmínky na trhu, investiční cykly i strategická rozhodnutí,“ sdělil tehdy na svém LinkedIn profilu hlavní technolog John Alper.

Česko hledá vlastní cestu

S celkovým rozvojem bateriových úložišť počítá nedávno vydané Hodnocení potřeb a potenciálu flexibility elektrizační soustavy ČR od českého provozovatele přenosové soustavy. V příštích deseti letech by měla soustava disponovat výkonem bateriových úložišť ve výši 2 031 megawattů vedle nových plynových zdrojů a odezvy strany spotřeby. Tato úložiště jsou ovšem plánována především jako výkonová flexibilita pro krátkodobé vyrovnávání sítě.

K bezpečnému a méně nákladnému ukládání energie směřuje i český výzkum, byť se nejedná o bateriové systémy na bázi železa. Týmy vědců z Fyzikálního ústavu a Ústavu fyzikální chemie Akademie věd ČR vyvinuly prototyp baterie postavené jen na slané vodě, zinku a grafitu. Výsledek představují jako nehořlavý, ekologický a vyrobený z levných surovin. Pro mobilní zařízení je podle odborníků z AV ČR zatím příliš těžký, zato jako úložiště u solárních elektráren by měl mít větší potenciál.