Proč lithium narazilo na svůj strop a co s tím má zinek

Představte si, že máte v garáži nebo ve sklepě firmy obří nádrž plnou šedivého bláta. Vypadá to jako něco, co zbylo po betonování základů, ale ve skutečnosti je to energetický svatý grál. Zatímco se svět hádá o to, jestli nám Čína utne dodávky lithia, nebo jestli sousedovi v noci nevyhoří elektroauto i s domem, v laboratořích a prvních komerčních provozech se hlásí o slovo zinek. Konkrétně zinková kaše (zinc slurry). Pokud se vám z toho názvu nevyplavuje dopamin, nejspíš neřešíte účty za elektřinu na spotovém trhu. Protože právě pro dlouhodobé ukládání energie, které české firmy a síť nutně potřebují, je tohle "bláto" naprostý game-changer.

Proč lithium narazilo na svůj strop a co s tím má zinek

Lithium-iontové baterie jsou skvělé do mobilu nebo do Tesly. Jsou lehké, mají vysokou hustotu energie a dají se rychle nabít. Jenže když přijde na ukládání energie z obří solární elektrárny na dvanáct a víc hodin, začíná to drhnout. Lithium je drahé, jeho těžba je ekologické peklo a hlavně – když se něco pokazí, hoří to tak, že to hasiči raději nechají dohasnout v kontejneru s vodou. Pro průmyslové areály, kde je bezpečnost na prvním místě, je to noční můra.

Zinková technologie na bázi kaše funguje jinak. Představte si to jako průtokovou baterii, kde ale nepoužíváte drahé a toxické vanadové soli, nýbrž obyčejný zinek v kapalném elektrolytu. Výhoda? Můžete oddělit výkon (velikost elektrod) od kapacity (velikost nádrže s kaší). Chcete ukládat energii ne na dvě hodiny, ale na celý víkend? Prostě postavíte větší nádrž. Zinek je levný, je ho všude dost a je recyklovatelný. A co je nejdůležitější z hlediska bezpečnosti: tahle věc prostě nehoří. I kdybyste do té nádrže střelili z pistole, maximálně vám vyteče trochu šedé břečky. Žádný tepelný únik, žádná explozivní řetězová reakce.

Pro české firmy, které dnes zvažují investici do BESS (Battery Energy Storage Systems), je tohle zásadní otázka. Pokud vás zajímá, jak se dnes dají tyto systémy využít v praxi a jak na nich vydělat, mrkněte na obchodování flexibility u platformy SES. Je totiž jedno, jestli máte v zádech lithium nebo zinek – podstatné je, jak chytře tu energii prodáte, když je jí v síti málo.

Ekonomická facka: Když jsou spotové ceny v mínusu, zinek bohatne

Podívejte se na aktuální cenu elektřiny na burze. Vidíte ty propady v poledne, když svítí slunce? Občas se cena dostane i do záporných hodnot. V tu chvíli vám operátor sítě v podstatě platí za to, že elektřinu odebíráte. Klasické baterie se nabijí za hodinu a pak už jen smutně koukají. Jenže zinková kaše má ambici ukládat energii v řádu 10 až 100 hodin.

To znamená, že můžete "nasávat" levnou energii celý slunečný víkend a prodávat ji v pondělí ráno, kdy se rozjíždějí fabriky a cena letí do nebes. Tohle je přesně ta disciplína, kterou lithium ekonomicky neutáhne, protože cyklovat ho takhle intenzivně po dobu deseti let by ho finančně odrovnalo. Zinek degraduje minimálně. Slurry (kaše) se v podstatě jen mechanicky přečerpává. Žádné složité membrány, které by se zanášely.

Energetické poradenství se dnes už netočí jen kolem toho, kolik panelů si dáte na střechu. Jde o to, jakou máte "energetickou vytrvalost". Pokud dokážete překlenout tři dny bez slunce bez nákupu drahé elektřiny ze sítě, vaše konkurenční výhoda v průmyslu je brutální. O tom, jak tyto strategie nastavit, píše více i ShareElectric.cz, kde rozebírají návratnost různých typů úložišť.

Bezpečnost jako hlavní argument pro pojišťovny a úřady

Zkuste si dnes nechat pojistit halu, ve které máte 5 megawatthodin lithia. Pojišťovák se na vás podívá, jako byste mu řekli, že v kanclu chováte hladové tygry. Požadavky na protipožární stěny, odstupy a automatické hasicí systémy jsou tak drahé, že to často zabije celý projekt. Tady zinek vyhrává na celé čáře. Jelikož elektrolyt je na vodní bázi, je to v podstatě kapalina s požární odolností blížící se vodě.

V kategorii "Bezpečnost" musíme zmínit i kybernetickou odolnost. Moderní úložiště jsou prošpikována IoT senzory. Aby zinková kaše správně cirkulovala a elektrochemická reakce byla optimální, potřebujete chytrý IoT monitoring. Ten hlídá viskozitu, teplotu a stav nabití. Pro útočníka je mnohem těžší způsobit fyzickou katastrofu u zinkové baterie než u lithiové, kde stačí softwarově vypnout chlazení a čekat na "ohnivou show".

Zinkové systémy navíc netrpí na tzv. "dendrity" (ostré krystaly, které u lithia mohou propíchnout separátor a způsobit zkrat) tak fatálním způsobem. V systému s kaší se anoda neustále obnovuje a mechanicky čistí. Je to prostě robustní strojařina kombinovaná s chemií, ne křehká elektronika, co se bojí každého stupně Celsia navíc.

Jak se zinek popasuje s českou byrokratickou džunglí

Když přijde na realizaci, narazíte v Česku na klasický problém: normy jsou často deset let pozadu. Energetický regulační úřad (ERÚ) sice už začíná chápat pojem "flexibilita", ale schvalovací procesy pro netradiční technologie jsou pořád běh na dlouhou trať. Přesto se ledy hýbou. Lex OZE III a sdílení elektřiny otevírají dveře právě pro velkokapacitní úložiště.

Pokud jste firma a uvažujete o zinkovém úložišti, nejdříve si nechte zpracovat profesionální energetické poradenství. Je totiž dost možné, že v první fázi pro vás bude výhodnější kombinovat menší lithium pro rychlé starty a velké zinkové "bláto" pro dlouhé krytí spotřeby. Tomu se říká hybridní úložiště a je to aktuálně nejslibnější cesta, jak nezkrachovat na investičních nákladech a zároveň mít klidné spaní z hlediska bezpečnosti.

Navíc, pokud se zapojíte do komunitní energetiky, můžete přebytky z vašeho zinkového tanku posílat sousedním firmám v areálu. Sdílení elektřiny je dnes díky zákonným změnám legální a technicky proveditelné přes platformy jako je právě SES. Představte si to jako energetickou banku, kde vaše zinková kaše funguje jako obří trezor na levné kilowatthodiny.

Budoucnost: Bude zinek v každé obci?

Možná to zní jako sci-fi, ale zinková kaše je ideální pro obce a města. Proč? Protože obce mají často staré budovy, omezené prostory a velký strach z požáru (logicky). Postavit u školy nebo u úřadu kontejner s lithiem vyvolá vlnu nevole. Postavit tam nádrž se zinkem, která je v podstatě neškodná, projde přes zastupitelstvo mnohem snáz.

Navíc, dlouhodobé ukládání je klíčové pro energetickou soběstačnost obcí v zimních měsících. Zinek sice nemá takovou účinnost (round-trip efficiency) jako lithium (pohybuje se kolem 60-70 % oproti 90 % u Li-ion), ale při ceně elektřiny blízké nule vás ta ztráta tolik nebolí. Důležitější je, že ta energie tam bude, až začne v lednu týden foukat a slunce nevyjde.

Až se vás příště někdo zeptá, co budeme dělat se všemi těmi soláry, až přestane svítit, neříkejte "vodík". Vodík je drahý, neefektivní a nebezpečný na skladování. Řekněte "zinková kaše". Je to špinavé, je to těžké, ale funguje to. A v energetice, kde jde o miliardy a stabilitu sítě, nakonec vždycky vyhraje to, co je spolehlivé a co vás v noci neprobudí výbuchem. Pro další vhled do světa moderních technologií doporučuji sledovat i BESS-Global-Blog, kde se zaměřují na globální trendy v bateriových systémech.

Zdroje

- Energetický regulační úřad (ERÚ) - OTE, a.s. - Operátor trhu s elektřinou - oEnergetice.cz - Portál o energetice - Energy Storage News - Global LDES Trends - IRENA - Innovation Landscape for Electricity Storage

Obchodujete s batteriovými úložišti nebo hledáte partnera pro flexibilitu a day trading elektřiny? SmartEnergyShare nabízí kompletní řešení pro BESS projekty od 50 do 250 kW — obchodování flexibility, SVR služby a IoT monitoring. Zjistěte víc →

Další články na toto téma najdete na: BESS Global Gamechanger elektromobility? Jak daleko jsou sodíkové bat... Vice o gamechanger elektromobility?