České vládní utopii s jadernými reaktory se lze postavit robustními bateriemi a jejich použitím při družstevní výrobě elektřiny. Baterie dají Slunci a větru smysl, družstva lidem podíl na zisku z energetiky. Co bude dávat lidem smysl a peníze, začne se lavinovitě šířit.

Bateriovou energetiku bez jaderných a uhelných elektráren má srovnatelně velké Rakousko. Se spotřebou elektřiny asi o dvě procenta vyšší než v České republice, odkud třináct procent vyrobené elektřiny vyvážíme, umožňují baterie Rakousku deset procent elektřiny naopak dovážet. A to jak českou jadernou a uhelnou, tak přetoky z baltských větrných a německých solárních elektráren.

Největší rakouskou baterií je osmnáct alpských přečerpávacích vodních elektráren (PVE) o výkonu 4,8 GW. To je jen čtyřikrát více než 1,2 GW českých přečerpávacích vodních elektráren, které máme tři, z nichž Dlouhé stráně o výkonu 650 MW by v Rakousku byly druhou největší po Malta-Hauptstufe o výkonu 730 MW. Nic až tak zázračného se tedy u sousedů neděje.

Náš bateriový systém můžeme posílit stavbou přečerpávacích vodních elektráren na jezerech po těžbě hnědého uhlí, jako je Milada (300 MW), po zaplavení lomu ČSA (600 MW) nebo rekonstrukcí vltavské kaskády (téměř 400 MW). Výkon by vzrostl na zhruba 2,5 GW a přesáhl polovinu rakouského.

Tím ale své územní předpoklady vyčerpáme a další navýšení musí zajistit jiné technologie. Nejznámější lithium-iontová (Li-ion) má v České republice největší instalaci pouhých 5 MW a z plánované gravitační baterie 4 MW na dole Darkov možná úplně sejde. Nic většího nezkoušíme, přitom bychom mohli.

Přečerpávací elektrárna bez geografických omezení

Britové pro svůj pobřežní vítr hledali robustní akumulaci vhodnou do ostrovní krajiny bez velkých převýšení a vodních ploch. Našli ji v garáži britského vynálezce Petera Dearmana. O možnostech jeho kryobaterií napsal Deník Referendum již v červnu 2021.

V britském Pilsworthu je od roku 2018 v plném síťovém provozu kryobaterie o výkonu 5 MW, u Manchesteru je ve výstavbě výkon 50 MW a ve Skotsku v projektové fázi 16 kryobaterií po 200 MW. To je přes 3,2 GW bateriového výkonu, plnohodnotné náhrady PVE nebo jádra (Temelín 2,3 GW).

Kryobaterie je v principu přečerpávací vodní a tepelná elektrárna současně. Místo vody přečerpává vzduch a využívá jeho expanze z kapalného na plynné skupenství. Solární a větrná elektřina v době přebytku roztočí kompresory a čerpadla, které ochladí okolní vzduch na -196 °C. Jakmile zkapalní, uloží se na týdny nebo i měsíce v obřích beztlakových termoskách, do nichž se běžně ukládá tekutý kyslík u každé nemocnice.

Kapalný vzduch pak funguje jako voda v tepelných elektrárnách. Zatímco voda se musí složitě ohřát, kapalný vzduch stačí vypustit z termosky. Jeho teplota vzroste o nejméně 196 °C, zvětší objem sedmsetkrát a silou jako vodní pára v elektrárně roztočí nejtěžší turbínové generátory elektřiny. Proto výkon srovnatelný s PVE nebo jádrem.

Kapacitně jsou kryobaterie dokonce efektivnější než PVE. Díky stokrát větší energetické hustotě kryokapaliny oproti vodě stačí kryobaterii stokrát menší nádrž. Proto 200MW skotská kryobaterie bude vyrábět na jedno vybití 2,5 GWh elektřiny, zatímco více než třikrát výkonnější PVE Dlouhé stráně poskytuje na jedno vybití jen 3,7 GWh.

Zdánlivou překážkou jsou přesuny tepla. Na začátku se vzduchu vezme, aby zkapalnil. Pokud teplo nemá využití, ztratí padesát procent akumulované energie. Takže z původní uložené elektrické energie vrátí kryobaterie do sítě jen polovinu.

Termokolektory namísto biomasy

Nicméně je tu zralá komerční technologie, která umí ukládat elektřinu robustněji než Li-ion baterie, ale produkuje hodně tepla. Je tu někdo, kdo by ho využil?

Snadné to bude pro teplárny. Účinnost kryobaterie tím vzroste na sedmdesát i více procent. A co takhle odpadní teplo využít zpětně při expanzi kapalného vzduchu? Více tepla rovná se více energie, více vyrobené elektřiny a více vydělaných peněz. Jak ale teplo efektivně uskladnit?