A tengerek, óceánok végtelen víztömegének erejéről legendák szólnak. Bár a folyók energiatermelő képességét évszázadok óta használja az emberiség, a nyílt vizekre eddig nem merészkedtünk, vagy ha igen, akkor is inkább a tengerfenék megfúrása vagy szélerőmű felállítása céljából. Vajon a tengerben vagy a tengerparton megtermelt, időjárásfüggő villamos energiát lehet-e a víz nagy nyomását kihasználva a mélyben tárolni?
Az energiának ugyanis nemcsak a megtermelése, hanem a tárolása is óriási segítséget jelent a rendszerek optimalizációjában. Magyarországon például az állam vizsgálja egy költséges SZET (szivattyús-tározós erőmű) megépítését. Ez az egyik legismertebb, bár drága energiatárolási forma. A SZET jellemzően egy alsó és egy felső tározóból áll. Amikor bőséges és olcsó a villamosenergia – például a nap- és szélerőművek termelése miatt –, a vizet szivattyúval a felső tóba emelik. Később, amikor áramhiány lép fel, a vizet leengedik, és a turbinák segítségével villamos energiát termelnek.
De mi a helyzet ott, ahol nincsenek hegyek, így nem lehet alsó és felső tározót kialakítani, ám a tenger kéznél van? Erre kínálhat megoldást a mélytengeri energiatárolás. Magyarország számára tenger híján ez kevésbé releváns, de olyan országokban, mint Indonézia vagy a Fülöp-szigetek, ahol emberek ezrei élnek távoli szigeteken, alapvető kihívás a stabil áramellátás.
Fókuszban a mélytengerek
A mélytengeri tárolás elve nagyon hasonló: ez is szivattyús rendszer, csak itt nem a hegyek közötti szintkülönbség adja a lehetőséget, hanem a tengervíz nyomása. Képzeljünk el egy üreges betongömböt, amelyet egy szivattyúturbinával együtt a tengerfenékre telepítenek. A gömb körül a tenger a „felső tó”, a gömb belseje pedig az „alsó víztározó”. A rendszer a gömb és a környező tenger közötti víznyomáskülönbséget – mely körülbelül 75 bar – használja ki. A víznyomás miatt a tartályba áramló víz turbinát hajt meg – ugyanúgy, ahogy a legtöbb erőmű (víz-, atom-, szén- vagy gázüzemű) is a turbinák elvén termel áramot. Amikor pedig áramfelesleg van, mert a szélparkok többletenergiát termelnek, akkor a vizet ismét kiszivattyúzzák a tartályokból. Később, amikor újra nő az igény, a visszaáramló víz hajtja a turbinákat.
Az üreges betongömböket jellemzően 600–800 méter mélységben helyezik el. Amikor többletenergia keletkezik – például szeles időben –, árammal kiszivattyúzzák belőlük a vizet. Később, amikor szükség van az energiára, a visszaáramló víz forgatja meg a turbinákat, áramot termelve.
Régóta zajlanak ilyen kutatások, és már biztató eredmények is születtek. Az elmúlt hetekben a tudományos sajtó kiemelten foglalkozott azzal, hogy német és norvég kutatók új alapokra helyeznék a fenntartható energiagazdálkodás fogalmát a tenger segítségével. Ez a megoldás jól szabályozható, fenntartható és skálázható alternatívát kínál az akkumulátorok helyett, különösen a tengerparti és szigeteken élő közösségeknek, amelyek nagyban függenek az időszakos szél- és napenergiától.
A kutatók úgy tervezik a rendszert, hogy jól illeszkedjen a tengeri szélerőművekhez, kezelve azok termelési ingadozásait. Bár a tengeri szélparkok kiszámíthatóbban működnek, mint a szárazföldiek, itt is vannak hullámzások, attól függően, fúj-e a szél.
Reménykeltő kísérletek
Az egyik legígéretesebb fejlesztés, a StEnSea (azaz Stored Energy in the Sea) még pilot fázisban van, de európai siker, mert a kontinens kutatóintézeteinek és a magánszektornak közös erőfeszítésén alapul. Az első működő prototípust – egy 3 méter átmérőjű gömböt – a Boden-tóban tesztelik 700 méteres mélységben. Ez a tó a Balaton és a Genfi-tó után Közép-Európa harmadik legnagyobb tava. A lítiumion-akkumulátorokkal szemben – amelyek idővel elhasználódnak és véges nyersanyagokra épülnek – a StEnSea gömbök fenntarthatóbbak, bár hatásfokuk csak körülbelül 50 százalékos. A betonszerkezetek minimális ökológiai zavart okoznak, ráadásul alig igényelnek karbantartást.
Európa mellett az Egyesült Államok is aktívan kutatja a mélytengeri energiatárolást. Az igény nagyobb, mint valaha: a hosszú távú, fenntartható energiatárolás kulcskérdés.
A nemzetközi cikkek szerint Kaliforniában, valamint Norvégia, Japán és Portugália partjainál is kedvezőek a körülmények. Bár a kezdeti befektetés jelentős, a hosszú távú hozamok ígéretesek.
Nem valószínű, hogy ez lesz a holnap legszélesebb körben alkalmazott energiatárolási megoldás – de talán holnapután már igen.