Kule z betonu zamiast akumulatorów? Kalifornia sprawdzi pomysł w praktyce

Magazynowanie energii pozostaje jednym z największych wyzwań transformacji energetycznej. Bez niego trudno wyobrazić sobie stabilne zasilanie, gdy wiatr przestaje wiać, a słońce chowa się za chmurami. Po latach eksperymentów naukowcy z Niemiec udowodnili, że w tym obszarze przełom mogą przynieść… proste betonowe kule. Teraz Kalifornia planuje ich pierwsze duże wdrożenie na wodach Pacyfiku.

Od laboratorium do oceanu

Koncepcja nosi nazwę StEnSea (Stored Energy in the Sea) i powstała w Instytucie Fraunhofera. Jej fundament jest zaskakująco prosty: sferyczne, puste w środku betonowe zbiorniki opuszczane są na dno zbiornika wodnego i zakotwiczane. W ich wnętrzu znajduje się turbina i zawór, które pozwalają zamieniać ciśnienie wody na energię elektryczną.

Pierwsze testy przeprowadzono w Jeziorze Bodeńskim. Trzymetrowe prototypy udowodniły, że system działa: wodę można wypompować, a następnie wpuścić z powrotem, wytwarzając energię. Kluczową przewagą jest brak potrzeby stosowania rzadkich metali czy skomplikowanych chemikaliów – całość opiera się na czystej fizyce i dostępnych materiałach.

Kalifornijski prototyp – kula o średnicy 9 metrów

Kolejny krok odbędzie się na Pacyfiku. Już w 2026 roku u wybrzeży Kalifornii ma zostać zatopiona dziewięciometrowa kula ważąca ok. 400 ton. Zostanie ulokowana na głębokości 500–600 metrów, gdzie ciśnienie pozwoli zmagazynować około 0,4 MWh energii – czyli wystarczająco, by zasilić przeciętne gospodarstwo domowe przez kilka tygodni.

Inżynierowie planują również znacznie większe konstrukcje. Wersje o średnicy 30 metrów miałyby dramatycznie zwiększyć pojemność i stworzyć całe podwodne „farmy baterii” działające podobnie jak morskie farmy wiatrowe.

Jak to działa?

Mechanizm jest intuicyjny:

• Ładowanie – nadwyżka energii z sieci zasila pompę, która wypompowuje wodę z kuli, tworząc w jej wnętrzu pustą przestrzeń.
• Rozładowanie – gdy energia jest potrzebna, zawór otwiera się, woda pod wysokim ciśnieniem wpływa do środka, napędzając turbinę i generując prąd.

To odpowiednik elektrowni szczytowo-pompowej, ale bez konieczności budowy tam i dużych zbiorników na lądzie.

Zalety i wyzwania

Podwodne magazyny energii oferują kilka kluczowych przewag:

• wykorzystują powszechnie dostępne materiały (beton, turbiny wodne),
• działają dziesiątki lat z niewielką wymianą komponentów,
• nie zajmują powierzchni na lądzie i są praktycznie niewidoczne,
• mogą być budowane w portach i holowane w docelowe miejsce.

Nie oznacza to jednak braku wyzwań. Każdy projekt musi uwzględniać wpływ na środowisko morskie, rybołówstwo czy szlaki żeglugowe. Słona woda wymaga też zaawansowanej ochrony antykorozyjnej.

Energia przyszłości zakotwiczona w oceanie

Jeśli kalifornijski prototyp okaże się sukcesem, technologia może zyskać ogromne znaczenie dla regionów przybrzeżnych na całym świecie. Dzięki niej nadwyżki z farm wiatrowych i słonecznych będą mogły być magazynowane w sposób stabilny, tani i przewidywalny.

„Nie istnieje jedno rozwiązanie idealne dla wszystkich. Potrzebujemy miksu technologii. Betonowe kule to kolejny element układanki” – podkreślają eksperci z Fraunhofer IEE.

Podwodne magazyny energii to wizja, która jeszcze niedawno brzmiała jak science fiction. Dziś, krok po kroku, zanurza się w rzeczywistości – dosłownie na dnie oceanu.

Źródło: iee.fraunhofer.de