ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII

Jesteśmy liderami w dziedzinie innowacji energetycznych, specjalizującymi się w tworzeniu autonomicznych systemów energetycznych, które zapewniają niezależność, efektywność i zrównoważony rozwój. Nasza misja to wspieranie przedsiębiorstw i społeczności w wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii w sposób maksymalnie efektywny, pomimo ich sezonowości i niestabilności.

Nasze Rozwiązania:

  • Autonomiczne Systemy Zasilania:
    Oferujemy kompleksowe rozwiązania w postaci autonomicznych systemów zasilania, które pozwalają na niezawodne dostawy energii elektrycznej z odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Działają one niezależnie od sieci energetycznej, co czyni je idealnym rozwiązaniem zarówno dla instalacji domowych, jak i dla energooszczędnych instalacji przemysłowych oraz w odległych lokalizacjach.
  • Mikrosieci Energetyczne:
    Specjalizujemy się w projektowaniu i wdrażaniu mikrosieci energetycznych, które są niezależnymi, lokalnymi systemami energetycznymi zdolnymi do wytwarzania, magazynowania i zarządzania energią. Nasze mikrosieci zapewniają odporność na awarie oraz możliwość integracji różnorodnych technologii odnawialnych, co zwiększa stabilność i niezawodność dostaw energii.
  • Zaawansowane Zarządzanie Energią:
    Wdrażamy systemy zarządzania energią wykorzystujące inteligentne algorytmy do optymalizacji produkcji, dystrybucji i zużycia energii. Pozwala to na maksymalne wykorzystanie dostępnych zasobów energetycznych, minimalizując jednocześnie koszty i wpływ na środowisko.
  • Technologie Magazynowania Energii:
    Rozwijamy i implementujemy innowacyjne technologie magazynowania energii, w tym systemy bateryjne i wodorowe, które umożliwiają przechowywanie nadwyżek energii i jej wykorzystanie w momentach, gdy produkcja z odnawialnych źródeł jest mniejsza. Dzięki temu nasze systemy gwarantują ciągłość dostaw energii.

Zasoby naturalne Ziemi zmniejszają się z każdym rokiem. Nieodnawialne źródła energii, takie jak: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa czy gaz ziemny to główne paliwa kopalne wykorzystywane dziś do pozyskiwania energii. Wytworzona w ten sposób energia, generuje zanieczyszczenia, które później przedostają się do powietrza, gleby i wody. Redukcja emisji dwutlenku węgla to jeden z priorytetów międzynarodowej polityki środowiskowej. Osiągnięcie założonych celów jest możliwe dzięki zastępowaniu paliw kopalnych odnawialnymi źródłami energii.

Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii (OZE), nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasoby odnawiają się w relatywnie krótkim czasie (surowce odnawialne). Takim źródłem jest słońce, wiatr, woda (rzeki, pływy i fale morskie), a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz, biopłyny oraz biopaliwa. Do energii odnawialnej zalicza się również ciepło pozyskane z ziemi (energia geotermalna), powietrza (energia aerotermalna) i wody (energia hydrotermalna).

Przeprowadzając szerszą analizę odnawialnych źródeł energii pod względem emisyjności i ich dostępności, wszystkie OZE można podzielić na dwie kategorie:

  • Surowcowe, czyli takie, które w procesach konwersji energii wykorzystują procesy spalania paliw (energia jądrowa, biomasa, biogaz oraz biopaliwa) lub dostęp do nich jest koncesjonowany przez dużych, instytucjonalnych dostawców (rzeki, pływy i fale morskie),
  • Zjawiskowe czyli takie, które w procesach konwersji energii wykorzystują naturalne i ogólnie dostępne zjawiska zachodzące w otoczeniu, takie jak promieniowanie słoneczne, wiatr, geotermię, aerotermię czy grawitacje.

Alternatywne źródło energii (AZE), to naturalny sposób pozyskiwania energii, niezależny od dużych instytucjonalnych dostawców, z regularnie powtarzających się procesów zachodzących w otoczeniu, wykorzystywanych do produkcji energii o niskiej emisyjności.

Głównym wyróżnikiem AZE jest systematyczne uzupełnianie się nośnika energii, pochodzącego z wykorzystania zjawisk fizycznych zachodzących w otoczeniu, dzięki czemu stają się one praktycznie niewyczerpalne.

Odnawialne źródła energii to podzbiór alternatywnych źródeł energii, który skupia się na źródłach energii odnawialnych, takich jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, geotermalna i biomasa. Alternatywne źródła energii to ogólny termin, który obejmuje różnorodne źródła energii, zarówno odnawialne, jak i nieodnawialne, które stanowią alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych.

Stosowanie alternatywnych źródeł energii zostało ujęte w koncepcji zrównoważonego rozwoju oraz ma kluczowe znaczenie dla realizacji transformacji energetycznej gospodarki, która ma zapewnić ludzkości bezpieczną i długoterminową przyszłość, gdyż energia pochodząca z alternatywnych AZE jest i zapewne będzie szeroko wykorzystywana do zasilania zakładów przemysłowych, obiektów użyteczności publicznej, a także gospodarstw domowych, które są jednocześnie wytwórcami energii oraz jej konsumentami, przez co mogą generować duże oszczędności na kosztach zużycia energii elektrycznej, jak również energii końcowej koniecznej do zapewnienia ciepła i chłodu.

Przy obecnym stanie techniki, do konwersji energii pochodzącej z alternatywnych źródeł energii wykorzystuje się szereg generatorów, do których zaliczamy: małe wiatraki i turbiny wiatrowe, instalacje fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, pompy ciepła oraz systemy Free Coolingu.

AUTONOMICZNE SYSTEMY ENERGETYCZNE

Zrównoważony rozwój gospodarczy wymaga wykorzystania odnawialnych źródeł energii w sposób racjonalny i przemyślany. Odnawialne źródła energii, pomimo ich zalet, charakteryzują się sezonowością i znaczną niestabilnością. W celu zwiększenia efektywności wykorzystania potencjału odnawialnych źródeł energii wykorzystuje się autonomiczne systemy zasilania.

Autonomiczne systemy zasilania (off-grid) to niezależne źródła zasilające, które nie wymagają przyłączenia do sieci energetycznej. Taki system działa w układzie wyspowym i służy do niezawodnych dostaw energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Autonomiczne systemy zasilania można stosować jako alternatywny sposób zasilania instalacji domowych ale również w układ darmowego zasilania energooszczędnych instalacji przemysłowych oraz wszędzie tam, gdzie nie sięga sieć energetyczna.

Autonomiczne systemy energetyczne są znane także jako mikrosieci energetyczne lub autonomiczne mikrosieci, to małe, niezależne systemy energetyczne, które są zdolne do wytwarzania, przechowywania i zarządzania energią elektryczną na lokalnym poziomie. Te systemy są zazwyczaj wykorzystywane do zasilania odrębnych obszarów lub budynków i są niezależne od tradycyjnych, scentralizowanych sieci elektroenergetycznych.

Główne cechy autonomicznych systemów energetycznych to:

  • Odnawialne źródła energii: Autonomiczne systemy energetyczne często wykorzystują odnawialne źródła energii, takie jak panele fotowoltaiczne, wiatraki lub energię geotermalną, aby wytwarzać energię elektryczną. To pozwala na zrównoważone i ekologiczne źródła energii.
  • Magazynowanie energii: Autonomiczne systemy często wyposażone są w baterie lub inne urządzenia do magazynowania energii, które pozwalają na przechowywanie nadwyżek energii i wykorzystanie jej w okresach niskiej produkcji, np. w nocy lub w okresach braku słońca.
  • Zarządzanie energią: Systemy te są wyposażone w zaawansowane systemy zarządzania energią, które kontrolują wytwarzanie, dystrybucję i zużycie energii, aby zoptymalizować jej wykorzystanie.
  • Odporność na awarie: Autonomiczne systemy energetyczne są często projektowane z myślą o odporności na awarie. W przypadku awarii w sieci elektroenergetycznej głównej mikrosieć można nadal dostarczać energię lokalnie.
  • Zintegrowane technologie: Systemy te mogą łączyć różne technologie, takie jak energetyka odnawialna, inteligentne liczniki, systemy zarządzania bateriami i systemy kontroli, aby zapewnić wydajne i niezawodne dostawy energii.

Autonomiczne systemy energetyczne znajdują zastosowanie w różnych środowiskach, w tym w odległych obszarach, wyspach, obszarach wiejskich, zakładach przemysłowych i komercyjnych, a także w budynkach mieszkalnych. Stanowią innowacyjne podejście do zrównoważonej i niezależnej produkcji energii elektrycznej, co może przyczynić się do zmniejszenia zależności od tradycyjnych źródeł energii i przyczynić się do walki ze zmianami klimatycznymi.

Autonomiczne systemy zasilania mogą być łączone w celu utworzenia sieci lokalnej, która automatycznie odpowiada na niedobory energii w różnych węzłach sieci regulując przepływ energii elektrycznej.

Podstawowy system składa się z głównego źródła zasilania, dodatkowego źródła energii, źródła zasilania awaryjnego, urządzenia do magazynowania energii, stacji pogodowej i regulatora. Podstawowe źródło energii ma 60-80% udziału w wytwarzanej energii elektrycznej i może korzystać z fotowoltaiki, małych turbin wiatrowych lub kogeneracji.

Dodatkowym źródłem jest 20-40% udział wytworzonej energii elektrycznej dostarczonej z odmiennego rodzaju energii odnawialnej niż pierwotne źródło. Mix energetyczny zależy od geograficznego położenia systemu. Awaryjne źródło może być realizowane jako złącze on-grid lub za pomocą agregatu prądotwórczego. System magazynowania energii składa się z baterii lub superkondensatorów oraz wodorowych magazynów energii.

Wodór wykazuje wysoką efektywność – charakteryzuje się najwyższym współczynnikiem przewodzenia ciepła spośród wszystkich gazów. Przy jego spalaniu otrzymuje się także średnio trzy razy więcej energii niż w przypadku innych paliw – benzyny, propanu czy metanu. Jednak dotychczas odgrywał niewielką rolę w sektorze elektroenergetycznym Europy. Jeszcze w 2019 r. odpowiadał za mniej, niż 2% łącznej produkcji energii. Wykorzystywany był głównie w zakładach rafineryjnych, petrochemicznych oraz w hutnictwie. Jednak, jak ambitnie pokazują plany Unii Europejskiej w 2050 r. może stanowić już ponad 25%.

Rola wodoru w systemie elektroenergetycznym jest coraz bardziej istotna, zwłaszcza w kontekście dążeń do zrównoważonego i czystego wytwarzania energii oraz redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Wodorowy system energetyczny może pełnić kilka różnych ról i funkcji:

  • Magazynowanie energii: Wodór może służyć jako nośnik energii, który pozwala na przechowywanie nadwyżek energii elektrycznej wytworzonej z odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Wodór jest w stanie magazynować energię w postaci chemicznej i dostarczać ją, gdy jest potrzebna, co pozwala na stabilizację dostaw energii elektrycznej i dostosowywanie się do zmieniających się warunków pogodowych.
  • Produkcja energii elektrycznej: Wodór może być wykorzystywany w ogniwach paliwowych do produkcji energii elektrycznej. Ogniwa paliwowe przekształcają wodór i tlen w energię elektryczną i cieplną, bez emisji substancji szkodliwych. Jest to szczególnie przydatne w miejscach, gdzie nie jest możliwe bezpośrednie wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł, np. w nocy, gdy nie ma słońca ani wiatru.
  • Transport: Wodór może być wykorzystywany jako nośnik energii w transporcie, szczególnie w pojazdach o napędzie wodorowym. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozwalają na produkcję energii elektrycznej, która napędza pojazd, co przyczynia się do ograniczenia emisji spalin i poprawy efektywności energetycznej transportu.
  • Przemysł: Wodór może być stosowany jako nośnik ciepła i energii w przemyśle. Może być wykorzystywany do procesów produkcyjnych, np. w celu redukcji metali, a także do wytwarzania ciepła i pary wodnej w zakładach przemysłowych.
  • Zrównoważony rozwój: Wodór jest czystym źródłem energii, które nie generuje emisji dwutlenku węgla ani innych szkodliwych substancji. Jego wykorzystanie przyczynia się do ograniczenia negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko naturalne i promuje zrównoważony rozwój.

Wraz z dynamicznym wzrostem zapotrzebowania na energię odnawialną, rośnie także zapotrzebowanie na jej przechowywanie, a przez to znaczenie samego wodoru jako magazynu. Ten, od dłuższego czasu jest rozpatrywany jako jedna z najbardziej obiecujących substancji magazynowania energii chemicznej, którą można przekształcać ponownie w energię cieplną oraz elektryczną. I to nie tylko na potrzeby wielkoskalowych instalacji przemysłowych czy energetycznych, ale także dla użytkownika końcowego.

Tym więcej mówimy o wodorze, im bardziej dostrzegamy jego przewagę nad pozostałymi alternatywami. Obecnie funkcjonuje cały szereg technologii magazynowania energii, które różnią się od siebie przede wszystkim parametrami pojemności, czasem przechowywania energii, ładowania i rozładowywania oraz oczywiście cenami instalacji. Wśród nich dominują systemy bateryjne. Poza nimi wykorzystywane są także energia kinetyczna i cieplna, sprężone powietrze czy elektrownie szczytowo-pompowe. Średni czas przechowywania energii pozostaje jednak stosunkowo krótki. Podobnie jak stosunkowo niewielkie pozostają pojemności jej magazynowania. W przypadku baterii energię przechowuje się średnio od kilku minut do kilku dni i przeważnie w granicach 10 MW. Energia kinetyczna zapewnia średnie magazynowanie do 100 MW w czasie od kilku do kilkunastu minut. Energia cieplna umożliwia średnie przechowywanie ponad 100 MW w czasie od kilku do kilkunastu dni. Elektrownie szczytowo-pompowe z kolei nawet ponad 1000 MW w czasie do kilku dni. Na ich tle wyraźnie wyróżnia się wodór oraz paliwa wodorowe, jak choćby amoniak. Umożliwiają one średnie magazynowanie energii do 1000 MW w okresie od kilku tygodni do kilku miesięcy. Jak dowodzą niektóre analizy, przy ponoszeniu niewielkich strat umożliwiają one magazynowanie energii nawet w okresie całego roku. Oznacza to ogromną przewagę wodoru w odniesieniu do zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego.

Na zdominowanym przez systemy bateryjne rynku może w końcu zabraknąć litu do produkcji baterii m.in. w technologiach LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe), NMC (litowo-niklowo-manganowo-kobaltowo-tlenowe), LCO (litowo-kobaltowo-tlenowe) czy LMO (litowo-manganowo- tlenowe). Zapotrzebowanie na ten surowiec stale wzrasta, m.in. ze względu na rozwój elektromobilności. Jak podkreślają eksperci przy rosnącej produkcji akumulatorów wynikającej z obecnego popytu (96 mln sztuk pojazdów w 2018 r.) zasoby surowca szacowane na 40 mln ton mogą wyczerpać się w ciągu najbliższych 300 lat. A to scenariusz optymistyczny. Przy szacowanych zasobach na poziomie 11 mln ton, czas wyczerpania złóż to perspektywa najbliższych 100 lat.

Do produkcji wodoru z OZE wykorzystuje się metodę elektrolizy. Polega ona na rozdzieleniu wody pod wpływem prądu elektrycznego na wodór oraz tlen. W ten sposób pozyskujemy zeroemisyjny zielony wodór, który możemy wykorzystać bezpośrednio lub magazynować na potrzeby późniejszego wykorzystania, albo przetworzenia z powrotem w energię elektryczną.

Obecnie dostępnych jest kilka technologii magazynowania wodoru, które stale są udoskonalane, aby zapewniać jak najwyższą skuteczność przechowywania wodoru przy jego określonych właściwościach fizykochemicznych, dzięki czemu zapewnione jest bezpieczeństwo użytkowania. Wodór można magazynować m.in. w specjalnie przystosowanych zbiornikach ciśnieniowych (sprężony i skroplony), pokopalnianych kawernach solnych (sprężony i magazynowany na skalę przemysłową), bogatych w wodór związkach chemicznych, w postaci wodorków metali, a także substancjach porowatych.

Ponowne przetworzenie wodoru w energię jest możliwe dzięki ogniwom wodorowym. To dużo bardziej efektywna metoda przetwarzania wodoru niż np. jego bezpośrednie spalanie. Jej sprawność obecnie plasuje się na poziomie ok. 60% (prąd elektryczny), a pozostałe 40% to ciepło.

Jednym z najbardziej innowacyjnych rozwiązań, jakie pojawiły się w ostatnim czasie w zakresie wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej, pochodzącej z odnawialnych źródeł energii jest koncepcja oparta na wykorzystaniu Bezemisyjnej Siłowni Energetycznej (BSE). Może służyć ona do konwersji użytecznej energii elektrycznej, w autonomicznych systemach zasilania oraz produkcji wodoru za pomocą elektrolizera z wielkoskalowych instalacji odnawialnych i alternatywnych źródeł energii, a także szerzyć dalszą dystrybucję energii lub jej magazynowanie. Realizując inwestycje w tym zakresie chcemy przyczynić się do zaspokojenia potrzeb miast, gmin, przedsiębiorstw i odbiorców końcowych związanych z transformacją energetyczną i klimatyczną.

ALTERNATYWNE ŹRÓDŁA ENERGII

Jesteśmy liderami w dziedzinie innowacji energetycznych, specjalizującymi się w tworzeniu autonomicznych systemów energetycznych, które zapewniają niezależność, efektywność i zrównoważony rozwój. Nasza misja to wspieranie przedsiębiorstw i społeczności w wykorzystaniu odnawialnych źródeł energii w sposób maksymalnie efektywny, pomimo ich sezonowości i niestabilności.

Nasze Rozwiązania:

  • Autonomiczne Systemy Zasilania:
    Oferujemy kompleksowe rozwiązania w postaci autonomicznych systemów zasilania, które pozwalają na niezawodne dostawy energii elektrycznej z odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Działają one niezależnie od sieci energetycznej, co czyni je idealnym rozwiązaniem zarówno dla instalacji domowych, jak i dla energooszczędnych instalacji przemysłowych oraz w odległych lokalizacjach.
  • Mikrosieci Energetyczne:
    Specjalizujemy się w projektowaniu i wdrażaniu mikrosieci energetycznych, które są niezależnymi, lokalnymi systemami energetycznymi zdolnymi do wytwarzania, magazynowania i zarządzania energią. Nasze mikrosieci zapewniają odporność na awarie oraz możliwość integracji różnorodnych technologii odnawialnych, co zwiększa stabilność i niezawodność dostaw energii.
  • Zaawansowane Zarządzanie Energią:
    Wdrażamy systemy zarządzania energią wykorzystujące inteligentne algorytmy do optymalizacji produkcji, dystrybucji i zużycia energii. Pozwala to na maksymalne wykorzystanie dostępnych zasobów energetycznych, minimalizując jednocześnie koszty i wpływ na środowisko.
  • Technologie Magazynowania Energii:
    Rozwijamy i implementujemy innowacyjne technologie magazynowania energii, w tym systemy bateryjne i wodorowe, które umożliwiają przechowywanie nadwyżek energii i jej wykorzystanie w momentach, gdy produkcja z odnawialnych źródeł jest mniejsza. Dzięki temu nasze systemy gwarantują ciągłość dostaw energii.

Zasoby naturalne Ziemi zmniejszają się z każdym rokiem. Nieodnawialne źródła energii, takie jak: węgiel kamienny, węgiel brunatny, ropa naftowa czy gaz ziemny to główne paliwa kopalne wykorzystywane dziś do pozyskiwania energii. Wytworzona w ten sposób energia, generuje zanieczyszczenia, które później przedostają się do powietrza, gleby i wody. Redukcja emisji dwutlenku węgla to jeden z priorytetów międzynarodowej polityki środowiskowej. Osiągnięcie założonych celów jest możliwe dzięki zastępowaniu paliw kopalnych odnawialnymi źródłami energii.

Wykorzystywanie odnawialnych źródeł energii (OZE), nie wiąże się z długotrwałym ich deficytem, ponieważ ich zasoby odnawiają się w relatywnie krótkim czasie (surowce odnawialne). Takim źródłem jest słońce, wiatr, woda (rzeki, pływy i fale morskie), a także energia jądrowa w zamkniętym cyklu paliwowym, biomasa, biogaz, biopłyny oraz biopaliwa. Do energii odnawialnej zalicza się również ciepło pozyskane z ziemi (energia geotermalna), powietrza (energia aerotermalna) i wody (energia hydrotermalna).

Przeprowadzając szerszą analizę odnawialnych źródeł energii pod względem emisyjności i ich dostępności, wszystkie OZE można podzielić na dwie kategorie:

  • Surowcowe, czyli takie, które w procesach konwersji energii wykorzystują procesy spalania paliw (energia jądrowa, biomasa, biogaz oraz biopaliwa) lub dostęp do nich jest koncesjonowany przez dużych, instytucjonalnych dostawców (rzeki, pływy i fale morskie),
  • Zjawiskowe czyli takie, które w procesach konwersji energii wykorzystują naturalne i ogólnie dostępne zjawiska zachodzące w otoczeniu, takie jak promieniowanie słoneczne, wiatr, geotermię, aerotermię czy grawitacje.

Alternatywne źródło energii (AZE), to naturalny sposób pozyskiwania energii, niezależny od dużych instytucjonalnych dostawców, z regularnie powtarzających się procesów zachodzących w otoczeniu, wykorzystywanych do produkcji energii o niskiej emisyjności.

Głównym wyróżnikiem AZE jest systematyczne uzupełnianie się nośnika energii, pochodzącego z wykorzystania zjawisk fizycznych zachodzących w otoczeniu, dzięki czemu stają się one praktycznie niewyczerpalne.

Odnawialne źródła energii to podzbiór alternatywnych źródeł energii, który skupia się na źródłach energii odnawialnych, takich jak energia słoneczna, wiatrowa, wodna, geotermalna i biomasa. Alternatywne źródła energii to ogólny termin, który obejmuje różnorodne źródła energii, zarówno odnawialne, jak i nieodnawialne, które stanowią alternatywę dla tradycyjnych paliw kopalnych.

Stosowanie alternatywnych źródeł energii zostało ujęte w koncepcji zrównoważonego rozwoju oraz ma kluczowe znaczenie dla realizacji transformacji energetycznej gospodarki, która ma zapewnić ludzkości bezpieczną i długoterminową przyszłość, gdyż energia pochodząca z alternatywnych AZE jest i zapewne będzie szeroko wykorzystywana do zasilania zakładów przemysłowych, obiektów użyteczności publicznej, a także gospodarstw domowych, które są jednocześnie wytwórcami energii oraz jej konsumentami, przez co mogą generować duże oszczędności na kosztach zużycia energii elektrycznej, jak również energii końcowej koniecznej do zapewnienia ciepła i chłodu.

Przy obecnym stanie techniki, do konwersji energii pochodzącej z alternatywnych źródeł energii wykorzystuje się szereg generatorów, do których zaliczamy: małe wiatraki i turbiny wiatrowe, instalacje fotowoltaiczne, kolektory słoneczne, pompy ciepła oraz systemy Free Coolingu.

AUTONOMICZNE SYSTEMY ENERGETYCZNE

Zrównoważony rozwój gospodarczy wymaga wykorzystania odnawialnych źródeł energii w sposób racjonalny i przemyślany. Odnawialne źródła energii, pomimo ich zalet, charakteryzują się sezonowością i znaczną niestabilnością. W celu zwiększenia efektywności wykorzystania potencjału odnawialnych źródeł energii wykorzystuje się autonomiczne systemy zasilania.

Autonomiczne systemy zasilania (off-grid) to niezależne źródła zasilające, które nie wymagają przyłączenia do sieci energetycznej. Taki system działa w układzie wyspowym i służy do niezawodnych dostaw energii elektrycznej z odnawialnych źródeł energii. Autonomiczne systemy zasilania można stosować jako alternatywny sposób zasilania instalacji domowych ale również w układ darmowego zasilania energooszczędnych instalacji przemysłowych oraz wszędzie tam, gdzie nie sięga sieć energetyczna.

Autonomiczne systemy energetyczne są znane także jako mikrosieci energetyczne lub autonomiczne mikrosieci, to małe, niezależne systemy energetyczne, które są zdolne do wytwarzania, przechowywania i zarządzania energią elektryczną na lokalnym poziomie. Te systemy są zazwyczaj wykorzystywane do zasilania odrębnych obszarów lub budynków i są niezależne od tradycyjnych, scentralizowanych sieci elektroenergetycznych.

Główne cechy autonomicznych systemów energetycznych to:

  • Odnawialne źródła energii: Autonomiczne systemy energetyczne często wykorzystują odnawialne źródła energii, takie jak panele fotowoltaiczne, wiatraki lub energię geotermalną, aby wytwarzać energię elektryczną. To pozwala na zrównoważone i ekologiczne źródła energii.
  • Magazynowanie energii: Autonomiczne systemy często wyposażone są w baterie lub inne urządzenia do magazynowania energii, które pozwalają na przechowywanie nadwyżek energii i wykorzystanie jej w okresach niskiej produkcji, np. w nocy lub w okresach braku słońca.
  • Zarządzanie energią: Systemy te są wyposażone w zaawansowane systemy zarządzania energią, które kontrolują wytwarzanie, dystrybucję i zużycie energii, aby zoptymalizować jej wykorzystanie.
  • Odporność na awarie: Autonomiczne systemy energetyczne są często projektowane z myślą o odporności na awarie. W przypadku awarii w sieci elektroenergetycznej głównej mikrosieć można nadal dostarczać energię lokalnie.
  • Zintegrowane technologie: Systemy te mogą łączyć różne technologie, takie jak energetyka odnawialna, inteligentne liczniki, systemy zarządzania bateriami i systemy kontroli, aby zapewnić wydajne i niezawodne dostawy energii.

Autonomiczne systemy energetyczne znajdują zastosowanie w różnych środowiskach, w tym w odległych obszarach, wyspach, obszarach wiejskich, zakładach przemysłowych i komercyjnych, a także w budynkach mieszkalnych. Stanowią innowacyjne podejście do zrównoważonej i niezależnej produkcji energii elektrycznej, co może przyczynić się do zmniejszenia zależności od tradycyjnych źródeł energii i przyczynić się do walki ze zmianami klimatycznymi.

Autonomiczne systemy zasilania mogą być łączone w celu utworzenia sieci lokalnej, która automatycznie odpowiada na niedobory energii w różnych węzłach sieci regulując przepływ energii elektrycznej.

Podstawowy system składa się z głównego źródła zasilania, dodatkowego źródła energii, źródła zasilania awaryjnego, urządzenia do magazynowania energii, stacji pogodowej i regulatora. Podstawowe źródło energii ma 60-80% udziału w wytwarzanej energii elektrycznej i może korzystać z fotowoltaiki, małych turbin wiatrowych lub kogeneracji.

Dodatkowym źródłem jest 20-40% udział wytworzonej energii elektrycznej dostarczonej z odmiennego rodzaju energii odnawialnej niż pierwotne źródło. Mix energetyczny zależy od geograficznego położenia systemu. Awaryjne źródło może być realizowane jako złącze on-grid lub za pomocą agregatu prądotwórczego. System magazynowania energii składa się z baterii lub superkondensatorów oraz wodorowych magazynów energii.

Wodór wykazuje wysoką efektywność – charakteryzuje się najwyższym współczynnikiem przewodzenia ciepła spośród wszystkich gazów. Przy jego spalaniu otrzymuje się także średnio trzy razy więcej energii niż w przypadku innych paliw – benzyny, propanu czy metanu. Jednak dotychczas odgrywał niewielką rolę w sektorze elektroenergetycznym Europy. Jeszcze w 2019 r. odpowiadał za mniej, niż 2% łącznej produkcji energii. Wykorzystywany był głównie w zakładach rafineryjnych, petrochemicznych oraz w hutnictwie. Jednak, jak ambitnie pokazują plany Unii Europejskiej w 2050 r. może stanowić już ponad 25%.

Rola wodoru w systemie elektroenergetycznym jest coraz bardziej istotna, zwłaszcza w kontekście dążeń do zrównoważonego i czystego wytwarzania energii oraz redukcji emisji gazów cieplarnianych.

Wodorowy system energetyczny może pełnić kilka różnych ról i funkcji:

  • Magazynowanie energii: Wodór może służyć jako nośnik energii, który pozwala na przechowywanie nadwyżek energii elektrycznej wytworzonej z odnawialnych źródeł, takich jak energia słoneczna i wiatrowa. Wodór jest w stanie magazynować energię w postaci chemicznej i dostarczać ją, gdy jest potrzebna, co pozwala na stabilizację dostaw energii elektrycznej i dostosowywanie się do zmieniających się warunków pogodowych.
  • Produkcja energii elektrycznej: Wodór może być wykorzystywany w ogniwach paliwowych do produkcji energii elektrycznej. Ogniwa paliwowe przekształcają wodór i tlen w energię elektryczną i cieplną, bez emisji substancji szkodliwych. Jest to szczególnie przydatne w miejscach, gdzie nie jest możliwe bezpośrednie wytwarzanie energii z odnawialnych źródeł, np. w nocy, gdy nie ma słońca ani wiatru.
  • Transport: Wodór może być wykorzystywany jako nośnik energii w transporcie, szczególnie w pojazdach o napędzie wodorowym. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem pozwalają na produkcję energii elektrycznej, która napędza pojazd, co przyczynia się do ograniczenia emisji spalin i poprawy efektywności energetycznej transportu.
  • Przemysł: Wodór może być stosowany jako nośnik ciepła i energii w przemyśle. Może być wykorzystywany do procesów produkcyjnych, np. w celu redukcji metali, a także do wytwarzania ciepła i pary wodnej w zakładach przemysłowych.
  • Zrównoważony rozwój: Wodór jest czystym źródłem energii, które nie generuje emisji dwutlenku węgla ani innych szkodliwych substancji. Jego wykorzystanie przyczynia się do ograniczenia negatywnego wpływu działalności człowieka na środowisko naturalne i promuje zrównoważony rozwój.

Wraz z dynamicznym wzrostem zapotrzebowania na energię odnawialną, rośnie także zapotrzebowanie na jej przechowywanie, a przez to znaczenie samego wodoru jako magazynu. Ten, od dłuższego czasu jest rozpatrywany jako jedna z najbardziej obiecujących substancji magazynowania energii chemicznej, którą można przekształcać ponownie w energię cieplną oraz elektryczną. I to nie tylko na potrzeby wielkoskalowych instalacji przemysłowych czy energetycznych, ale także dla użytkownika końcowego.

Tym więcej mówimy o wodorze, im bardziej dostrzegamy jego przewagę nad pozostałymi alternatywami. Obecnie funkcjonuje cały szereg technologii magazynowania energii, które różnią się od siebie przede wszystkim parametrami pojemności, czasem przechowywania energii, ładowania i rozładowywania oraz oczywiście cenami instalacji. Wśród nich dominują systemy bateryjne. Poza nimi wykorzystywane są także energia kinetyczna i cieplna, sprężone powietrze czy elektrownie szczytowo-pompowe. Średni czas przechowywania energii pozostaje jednak stosunkowo krótki. Podobnie jak stosunkowo niewielkie pozostają pojemności jej magazynowania. W przypadku baterii energię przechowuje się średnio od kilku minut do kilku dni i przeważnie w granicach 10 MW. Energia kinetyczna zapewnia średnie magazynowanie do 100 MW w czasie od kilku do kilkunastu minut. Energia cieplna umożliwia średnie przechowywanie ponad 100 MW w czasie od kilku do kilkunastu dni. Elektrownie szczytowo-pompowe z kolei nawet ponad 1000 MW w czasie do kilku dni. Na ich tle wyraźnie wyróżnia się wodór oraz paliwa wodorowe, jak choćby amoniak. Umożliwiają one średnie magazynowanie energii do 1000 MW w okresie od kilku tygodni do kilku miesięcy. Jak dowodzą niektóre analizy, przy ponoszeniu niewielkich strat umożliwiają one magazynowanie energii nawet w okresie całego roku. Oznacza to ogromną przewagę wodoru w odniesieniu do zapewnienia bezpieczeństwa energetycznego.

Na zdominowanym przez systemy bateryjne rynku może w końcu zabraknąć litu do produkcji baterii m.in. w technologiach LFP (litowo-żelazowo-fosforanowe), NMC (litowo-niklowo-manganowo-kobaltowo-tlenowe), LCO (litowo-kobaltowo-tlenowe) czy LMO (litowo-manganowo- tlenowe). Zapotrzebowanie na ten surowiec stale wzrasta, m.in. ze względu na rozwój elektromobilności. Jak podkreślają eksperci przy rosnącej produkcji akumulatorów wynikającej z obecnego popytu (96 mln sztuk pojazdów w 2018 r.) zasoby surowca szacowane na 40 mln ton mogą wyczerpać się w ciągu najbliższych 300 lat. A to scenariusz optymistyczny. Przy szacowanych zasobach na poziomie 11 mln ton, czas wyczerpania złóż to perspektywa najbliższych 100 lat.

Do produkcji wodoru z OZE wykorzystuje się metodę elektrolizy. Polega ona na rozdzieleniu wody pod wpływem prądu elektrycznego na wodór oraz tlen. W ten sposób pozyskujemy zeroemisyjny zielony wodór, który możemy wykorzystać bezpośrednio lub magazynować na potrzeby późniejszego wykorzystania, albo przetworzenia z powrotem w energię elektryczną.

Obecnie dostępnych jest kilka technologii magazynowania wodoru, które stale są udoskonalane, aby zapewniać jak najwyższą skuteczność przechowywania wodoru przy jego określonych właściwościach fizykochemicznych, dzięki czemu zapewnione jest bezpieczeństwo użytkowania. Wodór można magazynować m.in. w specjalnie przystosowanych zbiornikach ciśnieniowych (sprężony i skroplony), pokopalnianych kawernach solnych (sprężony i magazynowany na skalę przemysłową), bogatych w wodór związkach chemicznych, w postaci wodorków metali, a także substancjach porowatych.

Ponowne przetworzenie wodoru w energię jest możliwe dzięki ogniwom wodorowym. To dużo bardziej efektywna metoda przetwarzania wodoru niż np. jego bezpośrednie spalanie. Jej sprawność obecnie plasuje się na poziomie ok. 60% (prąd elektryczny), a pozostałe 40% to ciepło.

Jednym z najbardziej innowacyjnych rozwiązań, jakie pojawiły się w ostatnim czasie w zakresie wytwarzania i magazynowania energii elektrycznej, pochodzącej z odnawialnych źródeł energii jest koncepcja oparta na wykorzystaniu Bezemisyjnej Siłowni Energetycznej (BSE). Może służyć ona do konwersji użytecznej energii elektrycznej, w autonomicznych systemach zasilania oraz produkcji wodoru za pomocą elektrolizera z wielkoskalowych instalacji odnawialnych i alternatywnych źródeł energii, a także szerzyć dalszą dystrybucję energii lub jej magazynowanie. Realizując inwestycje w tym zakresie chcemy przyczynić się do zaspokojenia potrzeb miast, gmin, przedsiębiorstw i odbiorców końcowych związanych z transformacją energetyczną i klimatyczną.