3 w 1: siła pływów, wodór i akumulator jako demonstrator tworzenia skutecznych rozwiązań dla ekologicznych dostaw energii

W Europejskim Centrum Energii Morskiej (European Marine Energy Centre, EMEC) na Orkadach w Szkocji zakończyło się przedsięwzięcie związane z wdrażaniem innowacji w zakresie dekarbonizacji energetyki morskiej. Była to pierwsza na świecie demonstracja łącząca energię pływów, magazynowanie energii w akumulatorach i produkcję wodoru. Takie podejście ma pomóc w pokonaniu przyszłych ograniczeń sieci i otworzyć nowe możliwości odbioru, torując drogę dla bardziej odpornych i responsywnych systemów energii odnawialnej.

Pod kierownictwem EMEC z powodzeniem zakończyła się integracja trzech technologii: turbiny pływowej O₂ firmy Orbital Marine Power, wanadowych akumulatorów przepływowych, dostarczonych przez Invinity Energy Systems oraz elektrolizera ITM Power o mocy 670 kW. Wszystko to miało miejsce w placówce EMEC na szkockiej wyspie Eday. Po raz pierwszy na świecie technologie energii pływów, magazynowania energii w akumulatorach przepływowych z wanadem oraz produkcji wodoru zostały zintegrowane w jednym systemie energetycznym. Demonstracja była częścią projektu ITEG finansowanego przez Interreg North-West Europe, który badał, jak można połączyć energię pływów i produkcję wodoru jako rozwiązanie na obszarach przybrzeżnych, aby pokonać ograniczenia sieci. Projekt otrzymał także dofinansowanie od rządu Szkocji za pośrednictwem Highlands and Islands Enterprise oraz ze środków projektu FORWARD2030 finansowanego ze środków UE, w ramach którego zakończono szczegółowe badanie monitorujące mające na celu określenie sposobów optymalizacji integracji energii pływów i magazynowania energii w akumulatorach z wodorem oraz innymi drogami odbioru.

– HIE i rząd Szkocji z przyjemnością wspierają wdrażanie innowacyjnych technologii w EMEC, które połączyły się w tej przełomowej demonstracji. Projekt ilustruje, jak wysoce przewidywalne przepływy energii z prądów pływowych można z powodzeniem wykorzystać w różnych formach, aby zaspokoić potrzeby energetyczne przedsiębiorstw i społeczności w całej Szkocji i poza nią/ Ta pierwsza na świecie demonstracja stanowi ukoronowanie wieloletnich wysiłków na rzecz integracji energii pływów, magazynowania energii w akumulatorach i produkcji wodoru. Połączenie trzech innowacyjnych technologii było złożonym wyzwaniem, ale osiągnięcie tego kamienia milowego dostarczyło bezcennych spostrzeżeń. Przeprowadzenie wszystkich zaplanowanych scenariuszy, szybka reakcja na awarię elektrolizera i identyfikacja możliwości większej automatyzacji dały nam jasny plan optymalizacji przyszłych systemów. Testy wskazują również na alternatywną ścieżkę dla energii pływów w scenariuszach, w których możliwości eksportu energii z sieci są ograniczone, co jest prawdopodobne w przyszłości, gdy przejdziemy na w pełni odnawialny system energetyczny. Bazując na naszym praktycznym doświadczeniu z wodorem, badamy obecnie inne możliwości odbioru energii, takie jak produkcja paliw syntetycznych z wykorzystaniem odnawialnego wodoru jako surowca, co stanowi praktyczne rozwiązanie dekarbonizacji sektorów trudnych do elektryfikacji, takich jak lotnictwo i gospodarka morska. Jest to szczególnie istotne dla Orkad i z entuzjazmem kontynuujemy rozwój innowacji w dziedzinie czystej energii – przekazał Graeme Harrison, dyrektor ds. energii morskiej w Highlands and Islands Enterprise

– Ten wyjątkowy projekt ukazuje zalety naszej technologii akumulatorów przepływowych wanadowych jako wysoce cyklicznej, nieulegającej degradacji i fundamentalnie bezpiecznej formy długotrwałego magazynowania energii. Dzięki tej ekscytującej demonstracji firma EMEC udowodniła przydatność wanadowych akumulatorów przepływowych w dwóch nowych zastosowaniach, takich jak produkcja zielonego wodoru i wzmacnianie energii pływów. Z przyjemnością wspieramy firmę EMEC w realizacji tego pierwszego na świecie projektu, integrującego naszą szkocką technologię akumulatorów z najnowocześniejszymi rozwiązaniami, które mogą stanowić kluczowy element naszych przyszłych sieci energetycznych nie tylko w Wielkiej Brytanii, ale na całym świecie – podkreślił Jonathan Marren, dyrektor generalny Invinity Energy Systems.

– Energia pływów oferuje przewidywalne źródło energii odnawialnej, a ta demonstracja pokazuje, jak możemy wykorzystać jej pełny potencjał poprzez innowacyjną integrację. Maksymalizując wytwarzanie energii poprzez magazynowanie energii w akumulatorach, minimalizujemy ograniczenia i umożliwiamy przemysłowy odbiór energii, co może prowadzić do większej dekarbonizacji, tworząc nowe rynki zbytu dla energii pływów i zapewniając cenne usługi, takie jak bilansowanie sieci. To podejście będzie kluczowe w miarę globalnego rozwoju branży pływów, a jednocześnie wzmacniania odporności energetycznej społeczności przybrzeżnych – zaznaczył Andrew Scott, dyrektor generalny Orbital Marine Power.

Demonstracja potwierdziła, zdaniem EMEC, słuszność koncepcji „3 w 1”, wskazując na obszary wymagające poprawy, takie jak zarządzanie akumulatorami i sterowanie elektrolizerem, oraz podkreśliła wartość zwiększonej automatyzacji w celu zminimalizowania błędów ludzkich i zwiększenia niezawodności systemu. Jak informuje centrum, przetestowano wiele scenariuszy przepływu energii. Wszystkie zaplanowane scenariusze operacyjne zostały zrealizowane, co miało dowodzić elastyczności zintegrowanego systemu. Podczas demonstracji wdrożono dodatkowe środki bezpieczeństwa, które okazały się skuteczne. Na przykład, zespół zareagował na awarię elektrolizera w ciągu kilku sekund, zapobiegając całkowitemu wyłączeniu instalacji. W okresach wzmożonej produkcji energia z O₂ była wykorzystywana do ładowania systemu akumulatorów, dostarczania energii elektrycznej bezpośrednio do elektrolizera i eksportowania energii do sieci. Gdy produkcja energii pływów była niska, system akumulatorów rozładowywał energię do elektrolizera, aby utrzymać jego działanie. To podejście łagodziło cykliczny charakter energii pływów, umożliwiając zasilanie elektrolizera energią elektryczną na żądanie w celu produkcji wodoru. Ponadto energia z akumulatorów była wykorzystywana do wsparcia operacji w lądowej lokalizacji EMEC w Caldale.