Elveţia a aprobat construcţia celei mai mari centrale de baterii din Europa, care va folosi baterii pe bază de apă, cu flux continuu şi oxidare

În ultimii ani, vorbim foarte frecvent despre construcţia noilor centrale de baterii, întrucât necesitatea acestora e tot mai mare în reţelele electrice, odată cu adoptarea unor cote tot mai mare de energie regenerabilă în sistem. Electricitatea produsă din surse regenerabile are de cele mai mute ori calitatea de a fi intermitentă, iar atunci când cota ei devine majoritară apare şi o presiune mai mare pe stabilizarea frecvenţei la 50 Hz, tocmai de asta e nevoie de stabilizare adiţională, cu centrale de baterii ce pot servi drept tampon pentru toate variaţiile în timp real. Dar, pe lângă asta, e nevoie pur şi simplu şi capacităţi de stocare mult mai mari, care să acopere perioade de producţie mai mică şi cerere mai mare. Doar că până acum, în Europa, vorbeam de central doar de câţiva zeci de MWh stocare, şi arareori se trecea de 100 MWh în unele proiecte abia planificate, în timp e Australia sau China, sau chiar Chile, operează demult cu centrale de ordinul gigawaţilor. Ei bine, acum Elveţia a aprobat construcţia celei mai mari centrale de baterii din Europa, care va aduce şi pe acest continent scara gigawaţilor în acest domeniu.

Noua centrală de baterii va fi construită în localitatea Laufenburg de către cei de la Flex Base, şi va fi parte din aşa numitul Centru Tehnologic Laufenburg, care va conţine şi un centru de date, şi această centrală de baterii.

Locaţia e una foarte strategic aleasă, fiind în imediata apropiere a aşa-numitei „Stele Laufenburg”, ceea ce reprezintă un nod electric în care se intersectează 41 de linii electrice transfrontaliere din Europa, care conectează terestru ţări precum Elveţia, Germania şi Franţa.

Prin urmare, elveţienii vor folosi această baterie imensă atât pentru stabilizarea şi alimentarea propriei reţele electrice, cât şi a celor două ţări vecine, oferind aceste servicii de echilibrare foarte preţioase.

Bateria va avea 1,6 GWh capacitate de stocare şi o putere de 800 MW, suficientă cât să acopere circa 10% din puterea consumată de Elveţia în orele active.

O singură centrală de baterii care poate asigura 10% din necesarul unei ţări obţine inevitabil un rol major în sistemul electric al acesteia, iar ea va funcţiona în tandem cu multitudinea de hidrocentrale din Elveţia, care pot fi pornite la puterea dorită în orele de consum maxim, iar multe din ele funcţionează în această ţară şi cu acelaşi rol de baterie de reţea, fiind hidrocentrale prin pompare, care pot stoca apa într-un rezervor superior, coborând-o ulterior înapoi într-un rezervor inferior, pentru a reîntoarce în sistem electricitatea în intervalele de timp dorite.

Partea la fel de curioasă e că noua centrală de baterii din Elveţia nu va funcţiona pe baza bateriilor litiu-ion NMC sau LFP, e tipul Tesla Megapack sau alte soluţii similare, ci pe baza bateriilor cu flux continuu, care funcţionează pe baza apei şi reacţiilor de oxidare.

Un asemenea sistem de baterii conţine celule care au 75% apă în ele, iar celelalte 25% sunt ocupate de un electrolit metalic, de obicei vanadiu sau brom. Dezvoltatorii noii baterii din Elveţia n-au anunţat deocamdată dacă vor merge pe calea vanadiului sau bromului, dar caracteristicile sunt oricum foarte similare.

Tehnologia bateriilor cu flux de vanadiu funcţionează după un principiu foarte curios. Electrozii, atât anodul, cât şi catodul, sunt formaţi din două rezervoare de soluţie lichidă de electroliţi, ce conţine vanadiu. Soluţia e pompată spre două jumătăţi de celulă, care au electrozi solizi pe bază de carbon pe pereţii lor, şi sunt separaţi printr-o membrană în centrul lor, ionii de vanadiu fiind purtătorii de sarcină electrică. Încărcarea şi descărcarea bateriei presupune că la încărcarea bateriilor, electricitatea e cea care asigură producţia unor reacţii electrochimice de oxidare, cu pomparea soluţiei rezultate în rezervoare. La descărcare, soluţiile de electroliţi sunt pompate treptat în celula principală, în cele două pârţi ale ei, unde are lor reacţia chimică inversă, cu descărcare de energie.

Foto: Baterie cu flux de vanadiu, în primele etape de studiu de acum 30 ani

La parametrii ei, noua centrală din Elveţia va fi cea mai mare şi mai puternică din lume e acest tip. Actuala cea mai mare centrală de baterii cu flux de vanadiu se află în China şi are 175 MW putere, cu 700 MWh capacitate de stocare. La 800 MW putere şi 1.600 MWh capacitate de stocare, noua centrală elveţiană va ocupa o suprafaţă de 2 hectare, sau 20.000 metri pătraţi.

Marele avantaj al acestor baterii e lipsa oricărui risc de incendiu şi simplitatea construcţiei lor şi a mentenanţei ulterioare. De asemenea, un avantaj la fel de preţios al acestor baterii e lipsa degradării şi capacitatea de a-şi varia foarte mult puterea livrată, la nivel de sute de procente în câteva milisecunde, fiind perfecte pentru rolul de stabilizare de reţea.

Teoretic, capacitatea bateriei poate fi oricare, determinată de volumul rezervoarelor de electroliţi. Iar randamentului ciclului de încărcare era de 80% acum câţiva ani, similar cu cel al hidrocentralelor prin pompare, în timp ce acum se pretinde deja un randament de 85%, care ar fi exact la mijloc dintre hidrocentrale şi centralele cu baterii litiu-ion.

Până acum, tehnologia nu permitea o putere atât de mare raportată la capacitatea de stocare, care să echivaleze bateriile litiu-ion. Noua centrală din Elveţia a echivala aceste performanţe şi va putea să-şi descarce complet energia în doar 2 ore, exact ca şi cele mai puternice baterii litiu-ion de reţea.

Noua centrală in Elveţia va fi finanţată din fondurile investitorilor privaţi, inclusiv familii avute din Elveţia, Liechtenstein, Austria şi Germania, care şi-au cooptat eforturile pentru acest proiect major elveţian.