Az Északi-tenger partvidékén egy olyan teljesen újszerű gát építését képzelik el, amely Nyugat-Európa „alföldjeinek” tiszta energiával való ellátását tenné lehetővé, máshol pedig olyan szivattyús vízierőműveket terveznek, melyek működését mesterséges intelligenciával támogatnák. Mindezt uniós kutatások segítségével, ahogy erről a Horizon, az EU kutatási és innovációs magazinjában olvasni lehetett.
Az úttörő, vízenergia felhasználására épülő lehetőség egy, a partoknál épített kör alakú gát lenne, amely távol tartaná a tengervizet a belső, mesterséges lagúnától, ahol a vízszint alacsonyabb lenne.
Lagúnában tárolnák az energiát
A vizet a lagúnából a környező óceánba szivattyúznák, amikor más megújuló források – például a nap és a szél – túlkínálatot jelentenek. Amikor viszont energiára van szükség, a víz a környező óceán ereje által hajtott energiatermelő turbinákon keresztül visszaáramolhatna a lagúnába. Számítások szerint a lagúnában több ezer akkumulátornak megfelelő energiát tudnánk tárolni ezzel a gravitáción alapuló, igény szerint tiszta energiát nyújtó megoldással, ami voltaképpen egyfajta tengeri szivattyús vízierőmű lenne.
Mindezen az uniós támogatással működő ALPHEUS projekt kutatói dolgoznak, amelyben nyolc európai ország egyetemei és vállalatai fogtak össze, hogy a tervezett tengeri gáthoz szükséges kulcsfontosságú új technológiákat – például a tengeren használható vízturbinákat – kifejlesszék.
A résztvevők most olyan ipari partnereket keresnek, akik képesek a projekt technológiájának méretnövelésére. Az uniós finanszírozás már eddig hozzájárult ahhoz, hogy a tengeri vízi erőműről szóló álom megvalósítható valósággá váljon – a rendszer tényleges megépítéséhez azonban még további több éves kutatásra és magánbefektetésekre lesz szükség.
Vízerőmű reneszánsz
Mára több ezer vízerőmű létezik, ám ezek szinte kizárólag olyan hegyvidéki régiókban találhatók, ahol a természetes domborzati viszonyok lehetővé teszik a gravitáció érvényesülését, vagy ahol a folyók áramlása elég erős ahhoz, hogy azokat energiatermelésre lehessen hasznosítani.
A megújuló energiaforrások iránti igény növekedésével az ezekkel az erőművekkel kapcsolatos technológiák iránti is újra nő az érdeklődés: ezúttal a már az alföldi területeken, illetve a tengereken történő lehetséges felhasználás érdekében.
Az e téren zajló kutatásokat erősen fűti az a tény, hogy Európa 2050-re az első klímasemleges kontinens szeretne lenni. Ehhez a célhoz pedig el kell mozdulni a fosszilis tüzelőanyagoktól, beleértve a szenet, a földgázt és a kőolajat, és a megújuló energiaforrások, például a vízenergia felé kell elmozdulni. Az Unió jelenlegi célkitűzése, hogy a megújuló energiaforrások részarányát a 2022-es 23 százalékról 2030-ra 42,5 százalékra növelje. A század közepére megcélzott klímasemlegességhez azonban ennek az aránynak még nagyobbnak kellene lennie.
A feladvány jólismert akadálya, hogy a megújuló energiák bizony időlegesen állnak csak rendelkezésre. A felhők eltakarhatják a napfényt, és a szél is leállhat. Az energiaellátó rendszernek azonban ilyenkor is működnie kell, vagyis szükség van az optimális időszakban előállított zöld energia többlet tárolására és szükség esetén a hálózatba való visszatáplálására.
Természetesen az energiatárolásra szolgálnak az akkumulátorok, de ezeknek vannak korlátaik. Egyenként kis mennyiségű energia tárolására képesek, olyan nyersanyagoktól függenek, melyek beszerzése akár kritikussá is válhat és az élettartamuk viszonylag rövid, különösen a nagy gátakéhoz képest.
A mesterséges intelligencia itt is segít
Ugyanezen a feladaton dolgoztak azok az uniós támogatást kapott kutatók, akik mesterséges intelligencia segítségével korszerűsítik a meglévő vízerőműveket, konkrétan ezek energiatárolási potenciálját, teljesítményét és energiaellátási rugalmasságát. A februárban véget ért XFLEX HYDRO projektet a neves Lausanne-i Svájci Szövetségi Technológiai Intézet (EPFL) koordinálta. A projekt egyesítette az európai áramszolgáltatók, globális berendezésgyártók, kutatóintézetek és energetikai tanácsadó cégek szakértelmét Ausztriában, Franciaországban, Németországban, Portugáliában, Spanyolországban és az Egyesült Királyságban. Az új technológiák teljes körű demonstrációját pedig franciaországi, svájci és portugáliai létesítményekben végezték el.
Különösen az úgynevezett szivattyús-tározós vízerőművek kerültek a figyelem középpontjába. Ezek zömmel energia tárolására szolgálnak. Az ilyen rendszereket az energiafogyasztási csúcsok folyamán energiatermelésre használják, úgy, hogy két különböző szintmagasságú víztározó között a magasabban fekvőből az alacsonyabban fekvőbe engedik át a vizet egy vízturbinán keresztül. Hazánkban ilyet szerettek volna megvalósítani a Bős-Nagymarosi vízierőmű részeként a Dunakanyarban, de a tájseb elleni tiltakozás olyan mélyen égett a társadalomba, hogy aligha lehetne ott ismét elfogadtatni egy ilyen projektet. Máshol azonban szó lehetne erről, amiről mostanában ismét felröppentek találgatások.
Az uniós projekt a francia Alpokban található Grand’Maison gáton, Európa legnagyobb szivattyús víztározós vízerőművén (címképünkön) tesztelt egy „hidraulikus rövidzárlatot”. Ez az erőmű csúcsra járatva 1 800 megawatt energiát képes betáplálni a hálózatba, ami egy közepes méretű földgáz- vagy szénerőműnek felel meg.
Az ilyen rendszereknél a szivattyúzást rendszerint naponta egyszer kapcsolják be, de a klímaváltozás miatt fellépő energiahiányra válaszul egyre gyakrabban naponta többször is szükség van rá, ami nagy terhelés a rendszernek és növeli az elhasználódását.
A mesterséges intelligenciával segített új technológia lehetővé teszi, hogy a Grand’Maison egyszerre szivattyúzza a vizet és termeljen villamos energiát. Az XFLEX HYDRO projekt során kifejlesztett szoftver úgy irányítja az energiaáramlást, hogy az folyamatosan egyensúlyban legyen a hálózat igényeivel. Az erőmű várható hatékonyságnövekedése csökkentené a gáz- és szénerőművektől való függőséget, és évente mintegy 90 000 tonna szén-dioxid-kibocsátást takaríthatna meg. Ez a megoldás Európában más hasonló létesítmények hatékonyságát is megnövelheti.
