Talijanska tvrtka Energy Dome i Google ugovorili su izgradnju baterijskog postrojenja snage 23 megavata i kapaciteta 200 megavatsati u irskom okrugu Offaly. Postrojenje bi pri punoj snazi moglo opskrbljivati mrežu skoro devet sati, a početak rada planiran je za 2028. godinu. Energy Dome razvit će postrojenje, posjedovati ga i upravljati njime, dok će Google biti ugovorni korisnik tako pohranjene energije, javlja Irska javna televizija.
Projekt bi trebao spremati višak proizvodnje iz vjetroelektrana i solarnih elektrana za sate veće potrošnje. Njegova klimatska bilanca ovisit će i o početnom punjenju: sustavu je potrebna velika količina čistog komercijalnog ugljikova dioksida. Taj plin potom kruži u zatvorenom ciklusu, ali je europski lanac opskrbe CO2 još velikim dijelom povezan s amonijakom, vodikom, rafinerijama i prirodnim podzemnim ležištima.
Baterija za mrežna zagušenja
Projekt se razvija pokraj mjesta Rhode, na lokaciji nekadašnje elektrane na treset. Okolno područje ima mnogo vjetroelektrana i solarnih elektrana, ali i ograničen kapacitet mreže za prijenos tako proizvedene struje prema Dublinu. Kada proizvodnja premaši lokalnu potrošnju i mogućnosti prijenosa, operatori mogu ograničiti rad obnovljivih izvora. Baterija bi dio tog viška preuzimala, spremala ga nekoliko sati i vraćala u mrežu u razdobljima veće potražnje.
Irska planira do 2030. godine povećati udio obnovljivih izvora u proizvodnji električne energije na 80 posto. Nacionalni okvir za pohranu energije zato predviđa razvoj sustava koji mogu preuzeti višak proizvodnje, pružati mrežne usluge i smanjivati potrebu za ograničavanjem vjetroelektrana i solarnih elektrana. CO2 baterija predstavlja jedan od mogućih odgovora na taj problem.
Kako CO2 baterija sprema električnu energiju
Energy Domeova baterija pripada termomehaničkim sustavima pohrane. Električna energija pokreće kompresore, dok ugljikov dioksid služi kao radni fluid koji kruži između velikog plinskog spremnika i spremnika s ukapljenim CO2.
Na početku ciklusa plinoviti CO2 nalazi se u velikoj kupoli pri tlaku bliskom atmosferskom. Tijekom punjenja električni motor pokreće kompresor, koji povećava tlak plina. U već postojećem postrojenju Energy Domea na Sardiniji to funkcionira, a tlak raste s približno jednog na oko 55 bara. Kompresija zagrijava plin, pa sustav tu toplinu odvodi i sprema u zasebnom toplinskom spremniku. Ohlađeni CO2 zatim prelazi u tekuće stanje i pohranjuje se u čeličnim tlačnim spremnicima.
Pri pražnjenju, postupak se odvija u suprotnom smjeru. Tekući CO2 isparava, preuzima toplinu spremljenu tijekom kompresije i širi se kroz turbinu povezanu s generatorom. Generator proizvodi struju, a plin se nakon prolaska kroz turbinu vraća u kupolu. Isti CO2 može tako prolaziti kroz velik broj ciklusa, uz nadoknadu količina izgubljenih eventualnim propuštanjem ili održavanjem.
Prednosti i ograničenja CO2 baterije
CO2 se pod tlakom može ukapljivati pri temperaturama bliskima temperaturi okoliša. Sustav zbog toga ne zahtijeva ekstremno niske temperature poput onih na kojima se stvari zamrzavaju. To znači da se može graditi iznad zemlje i pohrana baterije ne ovisi o planinskom reljefu, dvama vodenim rezervoarima ili podzemnim šupljinama, kakve trebaju reverzibilne hidroelektrane i pojedini sustavi pohrane komprimiranog zraka. Usprkos svemu rečenome, nismo sigurni da je ovo bolja opcija od reverzibilnih hidroelektrana koje su i dalje vjerojatno najučinkovitiji i među najzelenijim izvorima energije.
Među mogućim prednostima su višesatno pražnjenje, uporaba poznatih industrijskih komponenti i manja ovisnost o litiju, kobaltu, niklu i drugim materijalima potrebnima za elektrokemijske baterije. CO2 je nezapaljiv, pa nema rizika toplinskog bijega baterijskih ćelija. Energy Dome navodi radni vijek dulji od 30 godina, povratnu energetsku učinkovitost veću od 70 posto i niže troškove od usporedivih dugotrajnih litij-ionskih sustava. Te vrijednosti potječu od proizvođača i još nemaju potvrdu višedesetljetnog komercijalnog rada.
Mana je podrijetlo CO2 – ne vadi se iz atmosfere
Sama baterija tijekom svakog punjenja ne proizvodi novu količinu ugljikova dioksida. Međutim, prije početka rada mora biti napunjena velikom količinom čistog komercijalnog CO2.
Prvo Energy Domeovo postrojenje pune veličine počelo je raditi u Ottani na Sardiniji u srpnju 2025. Sustav snage 20 megavata i kapaciteta 200 megavatsati sadrži oko 2000 tona ugljikova dioksida. Novinarka IEEE Spectruma izvijestila je nakon posjeta postrojenju da taj plin nije izravno uhvaćen iz atmosfere ni iz dimnih plinova. Energy Dome nabavio je čisti, posebno pripremljeni CO2 od dobavljača industrijskih plinova. Tvrtka je navela da vlaga i nečistoće u drugim izvorima plina mogu izazvati koroziju i oštetiti turbinsku opremu.
Za irsko postrojenje zasad nisu objavljeni količina, dobavljač ni izvor početnog inventara CO2. Kapacitet mu je jednak postrojenju na Sardiniji, ali iz toga se ne može pouzdano zaključiti da će sadržavati isto podrijetlo tih 2000 tona.
Industrijsko podrijetlo CO2?
Podrijetlo komercijalnog CO2 razlikuje se ovisno o dobavljaču. Prema izvješću Europskog udruženja industrijskih plinova za 2024., koje se poziva na podatke gasworld Business Intelligencea, 45 posto europskog proizvodnog kapaciteta komercijalnog CO₂-a bilo je povezano s proizvodnjom amonijaka, 12 posto s rafinerijama i proizvodnjom vodika, po 11 posto s prirodnim ležištima te proizvodnjom etanola i bioetanola, dok devet posto dolazi iz drugih kemijskih procesa, četiri posto od bioplina, a tri od izgaranja s kogeneracijom i dva posto od fermentacije.
CO2 iz proizvodnje amonijaka ili konvencionalnog vodika često potječe iz prirodnog plina. Korištenje takvog nusproizvoda koji bi inače bio ispušten može imati drukčiju klimatsku bilancu od vađenja CO2 iz prirodnog ležišta samo radi prodaje. U oba slučaja tehnologija ostaje povezana s postojećim industrijskim lancem CO2, koji je velikim dijelom vezan uz fosilna goriva.
Ta veza ne poništava moguću korist baterije. Ako postrojenje sprema obnovljivu električnu energiju koja bi inače bila odbačena i poslije zamjenjuje proizvodnju plinskih elektrana, njegove izbjegnute emisije tijekom desetljeća rada mogu biti mnogo veće od emisija povezanih s početnom nabavom CO2. Takav zaključak zahtijeva analizu životnog ciklusa koja bi uključila izvor plina, njegovo pročišćavanje i prijevoz, izgradnju postrojenja, energetsku učinkovitost, stopu istjecanja i postupanje s CO2 nakon zatvaranja objekta.
Bolja učinkovitost, ali i dalje ovisno o fosilnim izvorima
Pregledni znanstveni rad “Carbon dioxide energy storage systems: Current researches and perspectives“, objavljen 2024. u časopisu Renewable Energy, ocijenio je pohranu energije komprimiranim CO2 obećavajućom za integraciju obnovljivih izvora. Autori su istaknuli nedostatak eksperimentalnih studija te potrebu za dodatnom provjerom turbina, kompresora, dinamičkog rada i toplinskih spremnika. Rad obuhvaća različite sustave pohrane CO2 i ne predstavlja mjerenje Energy Domeova komercijalnog postrojenja.
Potencijalne opasnosti
Dodatna ograničenja uključuju prostorni otisak i sigurnost. Postrojenje na Sardiniji zauzima oko pet hektara, a prema IEEE Spectrumu, to je približno dvostruko više od litij-ionskog sustava usporedivog kapaciteta. Veliko istjecanje CO2 stvorilo bi lokalni rizik jer se plin može zadržavati pri tlu i u udubinama te pri visokim koncentracijama izazvati gušenje. Potpuno oštećenje kupole na Sardiniji moglo bi, prema podacima tvrtke, u atmosferu osloboditi oko 2000 tona CO2.
Irski projekt zato treba promatrati kao komercijalni test dugotrajne pohrane energije, a ne kao potvrđeno optimalno rješenje. Klimatska vrijednost ovog projekta ovisit će o količini obnovljive energije koju bi mreža bez pohrane odbacila, podrijetlu početnog CO2, emisijama njegove obrade i prijevoza, stvarnoj učinkovitosti i stopi gubitaka. Projekt može pomoći integraciji obnovljivih izvora, dok će njegova puna bilanca ostati nepoznata do objave tih podataka i rezultata iz stvarnog rada.