Újabban egyre gyakrabban olvashatunk híreket a világra váró negatív áramárakról, ami a tiszta energia előállítására irányuló globális erőfeszítések sajátos mellékhatása.
A napelemparkok és szélturbinák az időjárás szeszélyeitől függően változó mennyiségű energiát képesek termelni, ezért az újabb elektromos hálózatokat úgy építik ki, hogy csak az adott helyen elvárt teljesítményszinteket kezeljék. Bizonyos esetekben azonban a vártnál több a nap vagy a szél, így ezek a megújuló energiaforrások több energiát termelnek, mint amennyit a hálózat elbír. Az energiatermelőknek ezért fizetniük kell a többlet villamosenergia-felhasználásáért, különben a hálózat túlterhelődik és meghibásodik.
Ahogy egyre több és több megújuló energiakapacitást építenek ki világszerte a párizsi klímaegyezmény kibocsátáscsökkentési céljainak teljesítése érdekében, az energiatárolás nehézségei és kihívásai egyre szembetűnőbbek. A zöld jövő élharcosai pedig olyan módszereket keresnek, amelyekkel gazdaságosan hasznosítható vagy tárolható az elkerülhetetlenül létrejövő többletenergia.
A probléma
A szél- és napenergiával az a legnagyobb probléma, hogy időszakos a jelenlétük. Vannak, akik azt állítják, hogy az időszakosság problémaköre könnyedén áthidalható volna, ha a feleslegesen keletkező energiát akkumulátorokban tárolnák a későbbi felhasználásig. Ehhez azonban minden háztartásban egy ruhásszekrény méretű akkumulátorra volna szükség, ami nemcsak helyigény szempontjából kedvezőtlen, hanem drága is. Ezen kívül pedig csak korlátozott ideig képesek tárolni az energiát, nagyjából úgy, mint ahogy egy telefon is lemerül egy idő után, hiába van használaton kívül.
Ez egyébként nem volna akkora baj, amennyiben az akkumulátorok szerepe csak a napi energiaigény ingásának kiegyenlítése lenne, de globális szinten sajnos ennél összetettebb a helyzet. Az emberiség energiaigénye ugyanis a helyi évszakok függvényében változik, ennek megfelelően néha minden energiaforrásra szükség van az energiaigény kielégítéséhez, máskor pedig drasztikusan lecsökken ez a mennyiség. India forróbb térségeiben például a nyári időszakban mérhető a legnagyobb energiaigény, ugyanis az embereknek a túlélés érdekében kell működtetniük a klímáikat. Ehhez képest Észak-Európában a legnagyobb energiaigény evidens módon télen mérhető, amikor minden háztartásnak (valamint közösségi, ipari és egyéb létesítménynek) fűtenie kell.
A legmagasabb energiaigény adott térségben akár húszszorosa is lehet az átlag napi energiafogyasztásnak. Ezt jelenleg úgy oldják meg például a fűtés esetében, hogy vannak olyan fosszilis tüzelőanyaggal működő üzemek, amelyek kizárólag a csúcsigényszint kielégítésének időtartamában üzemelnek. Ez pedig nyilvánvalóan nem tud így működni, ha a jövőben megújuló energiára akarunk váltani és ezt akkumulátorokon kívánjuk tárolni.
A lehetőség
A jelenleg rendelkezésünkre álló eszközök felhasználásával jelenleg két elméleti lehetőség összekapcsolásával tudnánk az energiaigény ingadozása, valamint az energiatárolás jelentette problémát megoldani. Az első elmélet szerint telepíthetnénk annyi napelemparkot és/vagy szélturbinát, amely az átlag energiagény húszszorosát tudná megtermelni minden nap. Ezzel a csúcsnapokon felhasználnánk a megtermelt energiát, a többi napra pedig rettentően sok többletenergiát állítanánk elő. Ennek a tárolására viszont jelenleg nincs megoldásunk. Ebből következik a második ötlet, miszerint, hogy annyi akkumulátort töltenénk meg ezzel a többletenergiával, hogy azok a folyamatosan “kicsorgó” veszteség ellenére is elég energiát tároljanak. Ez azonban egyrészt drasztikus infrastrukturális beruházást jelentene, másrészt a világ kormányainak lényegében arra kellene tetemes mennyiségű pénzt költenie, hogy jelentős területek napelem- vagy szélturbinaparkosítása által létrehozzon olyan új, gigantikus erőműveket, amelyek lényegében kizárólag a csúcsnapokon lennének kihasználva, hogy aztán a többi napokon megtermelt energia elfolyjon a semmibe.
Az alternatíva
Persze az energia tárolására elméletben nemcsak az akkumulátorok kínálnak (legalább átmeneti) lehetőséget. Vannak mechanikai módszerek is, például a vízszivattyú vagy a levegő sűrítése, de ezeknek szintén óriási a helyigénye, illetve az évszakok közti energiatárolásra sem alkalmasak. Szóba jön alternatívaként a föld alatti hőtárolás is, amelyre voltak már korábban sikeres kísérleti projektek. Ennek a lényege, hogy a napelemek által megtermelt hőt nagyjából 15 méterrel a földfelszín alá vezetik, ahol felmelegítik az ott elhelyezett energiahordozó közeget (kavics vagy víz). Ezt pedig a föld által biztosított szigetelés lényegében megvédi a kihűléstől. Ezzel a módszerrel elméletben akár hónapokig is tárolhatnánk a felesleges energiát hő formájában, azonban ahhoz, hogy ezt az energiát a későbbiekben gazdaságosan fel lehessen használni, a földalatti tárolónak közel kellene lennie a felhasználás helyszínéhez. Ez azt jelenti, hogy a városok alatt kellene megépíteni a tárolókat, ami sok esetben teljességgel lehetetlen, de amikor nem, akkor is eszméletlenül drága.
A megoldás nem a jelenleg elérhető eszközökben rejlik, mert egyelőre nemhogy elég energiát sem tudnánk termelni, hanem a felhasználására sincs kiépítve a megfelelő infrastruktúra, a tárolás problematikája pedig az egész folyamat és rendszer kiépítésének és fejlesztésének keresztbe tesz a startvonalon. Elsődlegesen tehát olyan új találmányokra van szükségünk, amelyek javítják az energia olcsó és hatékony tárolásának képességét. Ezek nélkül a nap- és szélenergia nem elég a szén-dioxid-kibocsátás nélküli jövőnk eléréséhez.
