Pierwszy taki magazyn energii w Polsce. Wykorzysta siłę grawitacji

W Kopalni Węgla Brunatnego Turów ma być opracowany i przetestowany grawitacyjny magazyn energii. To pierwsza taka inicjatywa w Polsce.

Projekt o nazwie „GrEnMine – Gravitational Energy storage in the post-Mine areas” koordynują naukowcy z Politechniki Wrocławskiej (PWr). Konsorcjum instytucji naukowych i firm zamierza opracować i przetestować systemy magazynowania energii oparte na sile grawitacji.

Całkowity budżet projektu wynosi ponad 3,5 mln euro. Jest on współfinansowany z europejskiego programu RFCS – Research Fund for Coal and Steel. Ponad milion euro przeznaczono na badania prowadzone przez zespół z Wydziału Mechanicznego PWr, którym kieruje prof. Przemysław Moczko. Naukowcy odpowiadają za opracowanie koncepcji, obliczenia mechaniczne, symulacje i projekt systemu RM-GES (Rail-Mounted Gravitational Energy Storage). Zostanie on przetestowany na terenie Kopalni Węgla Brunatnego (KWB) Turów, udostępnionej przez spółkę PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna.

REKLAMA

Uczestnicy projektu podkreślają, że jest to pierwsza tego typu inicjatywa w Polsce i jedna z nielicznych w Europie, która łączy innowacyjną technologię z zagospodarowaniem terenów pogórniczych.

Grawitacyjne magazyny energii

Docelowo grawitacyjny magazyn energii, nad którym pracują naukowcy z PWr, ma wspierać system elektroenergetyczny wykorzystujący odnawialne źródła energii.

Badacze wyjaśniają, że grawitacyjne magazyny energii to urządzenia wykorzystujące energię potencjalną dużych mas, które zmieniają swoje położenie w pionie. Gdy do sieci elektrycznej wpływa nadmiar energii, masa jest unoszona, czyli magazynuje energię, a gdy energia ma zostać oddana do sieci, masa jest opuszczana. Elementem przetwarzającym zmagazynowaną energię potencjalną na prąd elektryczny może być zespół generatora z przemiennikiem częstotliwości.

W jednym z istniejących już pomysłów opracowany mechanizm przypomina dźwig podnoszący specjalne bloki na wysokość nawet 100 m.  Technologia RM-GES rozwijana przez zespół PWr wykorzystuje przemieszczanie mas pomiędzy różnymi poziomami – w górę i w dół – do magazynowania i uwalniania energii elektrycznej.

– Magazynowanie energii jest bardzo ważnym wyzwaniem w dobie zwiększającego się wykorzystania odnawialnych, mniej stabilnych źródeł energii. Zadanie, którego się podjęliśmy, jest złożone i wymaga precyzyjnych obliczeń, symulacji, konstrukcji odpornych na ekstremalne obciążenia – mówi prof. Przemysław Moczko.

Demonstracyjny magazyn energii na terenie kopalni

Naukowiec z Politechniki Wrocławskiej zaznacza, że projekt pokazuje także możliwości nadania nowej funkcji terenom, które przez dekady służyły wydobyciu węgla.

– GrEnMine to nie tylko projekt badawczy, ale też potencjalny model wdrożenia nowej klasy magazynów energii w regionach, które najbardziej potrzebują technologicznego impulsu do transformacji. Inicjatywa ma również znaczenie środowiskowe i infrastrukturalne, ponieważ może pomóc w zagospodarowaniu terenów poprzemysłowych, tworzeniu miejsc pracy i redukcji śladu węglowego energetyki – podkreśla prof. Moczko.

REKLAMA

Obecnie w ramach projektu trwają prace koncepcyjne, projektowe i terenowe na różnych etapach zaawansowania. Efektem ma być zaprojektowanie technologii grawitacyjnego magazynowania energii wraz ze zbudowaniem demonstratora. Posłuży on ocenie potencjału tej technologii we wspieraniu systemu elektroenergetycznego.

Politechnika Wrocławska odgrywa podwójną rolę w projekcie. Jest koordynatorem międzynarodowego konsorcjum oraz głównym ośrodkiem odpowiedzialnym za zaprojektowanie i rozwój kluczowej technologii RM-GES.

Projekt potrwa do czerwca 2027 r. Jego efektem ma być działający demonstrator technologii oraz gotowy model wdrożeniowy możliwy do skalowania w innych regionach Europy.

Oprócz Politechniki Wrocławskiej w skład konsorcjum naukowo-przemysłowego wchodzą: Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Four Point – TerraEye, Lignitorycheia Achladas (Grecja), PGE Górnictwo i Energetyka Konwencjonalna, Poltegor Instytut. Instytut Górnictwa Odkrywkowego, Societatea Complexul Energetic Oltenia Sa (Rumunia), Technical University of Crete (Grecja), University of Petrosani (Rumunia) i VUHU a.s. (Czechy).

W Chinach już stosują grawitacyjne magazynowanie energii

Prawie dwa lata temu budowę dużego grawitacyjnego magazynu energii zakończyła szwajcarska firma Energy Vault, która jest globalnym liderem w tej technologii. Magazyn Gravity Energy Storage (GESS) o nazwie Rudong EVx powstał w Szanghaju. Jego moc to 25 MW, a pojemność wynosi 100 MWh. Jest to pierwszy na świecie grawitacyjny magazyn energii działający na skalę przemysłową.

W magazynie Rudong EVx nadwyżki energii elektrycznej wykorzystywane są do podnoszenia ciężkich bloków o masie 35 ton. Według Energy Vault grawitacyjne magazyny opracowane przez firmę docelowo mają pracować ze sprawnością ponad 80%. Więcej na ten temat w artykule: Gigantyczny grawitacyjny magazyn energii podłączony do sieci.

W ubiegłym roku Szwajcarzy informowali również o swoim europejskim projekcie, w którym chcą połączyć technologię grawitacyjnego magazynowania energii (z wykorzystaniem wody) z magazynami litowo-jonowymi. Inwestycja ma być zrealizowana we włoskiej Sardynii, w miejscu dawnej kopalni węgla. Energy Vault chciał wykorzystać cztery 500-metrowe szyby, które są pozostałością po wydobyciu węgla, i liczące 15 km podziemne korytarze. O projekcie pisaliśmy w artykule: To będzie jeden z najciekawszych magazynów energii na świecie.

Barbara Blaczkowska