Co s bateriemi po konci životnosti? Řešením může být second life

O možnostech současných bateriových úložišť v rozhovoru s Cyrilem Svozilem mladším, ředitelem společnosti AERS z rodinného holdingu Fenix Group, který před více než třiceti lety založil jeho otec.

Co váš holding vedlo k podpoře plzeňského startupu?

My jsme se problematikou bateriových úložišť zabývali již delší dobu, viděli jsme v nich potenciál, protože jak se začala rozvíjet fotovoltaika a zároveň se zásadním způsobem snižovala energetická spotřeba objektů, tak se domácí baterky jevily jako ideální zakončení konceptu. Smysl nám do budoucna (kromě organického rozšiřování našich výrobkových řad) dává řešit dům jako celek se všemi technologiemi. A v tom budou bateriová úložiště hrát významnou, ne-li stěžejní roli. Takže naše první podpora byla pokusem podpořit zajímavý technologický projekt, který by mohl přinést ovoce.

Naše plná kontrola firmy ale nebyla krokem do neznáma, protože abychom si vše, o čem jsme uvažovali, odladili a vyzkoušeli, první projekt jsme realizovali u nás v Jeseníku na naší fabrice těmi velkými bateriemi SAS. Řešili jsme otázku záložních zdrojů, a to hned ze dvou důvodů. Prvním jsou mikrovýpadky, to je věc, která trápí řadu průmyslových firem, především ty, které využívají citlivější technologie, typicky roboty. Druhým důvodem byla snaha snížit rezervovaný příkon.

V čem jsou vaše řešení jiná? Protože nejde o novou filozofii, bateriová úložiště existují a dají se běžně koupit…

Existují, ale nefungují tak, jak jsme potřebovali. Naše systémy jsou jako plastelína, jejich funkcionalita je velmi široká. Kromě eliminace mikrovýpadků a snížení maxima umí třeba kvalitní spolupráci s fotovoltaikou. To jsme vyzkoušeli v rámci jiného projektu, ve strojírnách Rumburk. Potýkají se také s mikrovýpadky, protože na periferii u německých hranic není síť tak kvalitní jako v centru země. A mají na střeše fotovoltaiku, kterou chtěli využít na maximum.

Ono totiž mít fotovoltaiku a maximálně ji využít, to jsou dvě různé věci. Když svítí sluníčko, můžete mít víc energie, než spotřebujete, a nastává otázka, jak s ní naložit. Víc strojů nemáte, nebo je zrovna nepotřebujete. Takže řešením je energii, kterou máte vlastně zadarmo, uložit a využít později.

Čtěte také: Relectrify hodlá recyklovat použité baterie z elektromobilů

Dobře, ale to je primární poslání bateriového úložiště a dá se to koupit. Proč vám stálo za to investovat do vývoje vlastního řešení?

Naše přidaná hodnota je v BMS, což je battery management systém, tedy inteligence nad vlastní baterií. Když jsme hledali řešení na trhu, žádné vyhovující jsme nenašli. Odezva střídače na situaci na síti zkrátka nebyla – alespoň ne v těch systémech, které jsme testovali a analyzovali – dostatečně rychlá.

Jaká je dostatečná rychlost?

Taková, aby si nestandardní situace v síti nestačily všimnout roboty. Řádově milisekundy. Naše technologie to zvládá, protože máme unikátní technologii, kdy stav sítě kontrolují paralelně jak synchronizace v trafo stanici, tak námi vyvinutý měnič. A jakmile se napětí na síti zhoupne, okamžitě naskakujeme.

Máte ji patentovanou?

Není to patent, je to odladěná softwarová záležitost. Možná by patent měl smysl, ale popravdě řečeno, měli jsme tolik práce s vývojem, že na patent nebyl čas.

Jak vypadá reálná situace? Je to řešení ve výrobě a na trhu?

Je, zatím se soustředíme, pokud jde o ta průmyslová úložiště, na český a slovenský trh a zájem ze strany firem je značný. Nutno ale vidět, že to nejsou katalogové produkty, je to customizované řešení, na míru potřebám zákazníka, obsahuje značný díl projektové činnosti a realizace nějaký čas trvá, není to záležitost na dny. A také je pravda, že jsou investice tohoto typu v podnicích často vázány na dotační tituly. V tuto chvíli máme rozpracováno asi deset projektů, před týdnem jsme finalizovali druhou etapu ve strojírnách v Rumburku.

Jak tedy takový projekt probíhá?

Na začátku je debata se zákazníkem o tom, jaké problémy chce řešit. Základem je roční odběrový diagram, který analyzujeme naším algoritmem, a poté navrhneme unikátní řešení konkrétnímu zákazníkovi na míru. Každá baterie je tedy jiná.

Jak dlouho to trvá?

Od půl roku výš. Rád bych řekl kratší dobu, ale protože jsme závislí na dodávkách mnoha elektronických komponent, jejichž dodávky jsou v současné době problém. Teď zrovna jsme řešili čidla. A trochu se obávám, že evropská politika deindustrializace posledních let ukazuje svou stinnou tvář.

Jsem často ve Francii, protože stále ještě řídím naši francouzskou pobočku. Když pojedete krajem, uvidíte desítky bývalých továren. Výroba se přesunula tam, kde to dávalo majitelům větší smysl, to je pravá příčina současných problémů.

Nedává vám smysl vyrábět i ty elektronické součástky?

Dnes ne. Možná to jednou vyrábět budeme, ale musíme krok po kroku. Součástky, to je masová výroba, v podstatě první stupeň základní školy. Velkokapacitní bateriová úložiště, to už je taková vyšší dívčí…

Jan Mraček z HK ČR: Green Deal je příliš ambiciózní

Jaký je dnes zájem o bateriová řešení. Čekal bych, že v souvislosti s cíli Green Deal by mohl růst?

Trend je určitě rostoucí, trh je připravenější, ale ještě tak rok dva zpátky nás energetici poptávali, ale zároveň se trochu dovzdělávali. Potenciální zákazníci jsou ze dvou skupin. První je ta, která pečlivě sleduje dotační tituly, a pokud jsou dnes dosažitelné tituly, které mohou pokrýt myslím až osmdesát procent investice, je to zajímavé i s nároky na administrativu, které to s sebou nese. Protože si s minimální investicí pořídíte technologii zítřka.

Druhá skupina jsou čistě komerční projekty, kdy si finanční ředitel či majitel podniku spočítá, že i bez dotace je to výhodná investice. A ta matematika není zase nijak složitá, jsou jasné dvě složky úspor. Snížení rezervovaného příkonu, v našem případě v Jeseníku to bylo asi o třetinu, a ztráty z mikrovýpadků. Jestli se první část úspor může pohybovat v desítkách tisíc měsíčně, u mikrovýpadků je to násobně více.

Můžu to přiblížit na našem příkladu, řešili jsme mikrovýpadky na extrudační lince. Jedna taková událost, to jsou desítky metrů vyhozeného kabelu, výroba zastavená na několik hodin, práce několika lidí. To všechno kvůli situaci, která trvá pár zlomků sekundy. V tom hle ohledu už je matematika nesmírně zajímavá, my jsme si ve výrobním závodě v Jeseníku spočítali návratnost na základě naší téměř tříleté zkušenosti na šest až sedm let.

Jsou mikrovýpadky častý problém?

Složitá otázka. Mívali jsme je dvakrát třikrát do měsíce. I dnes máme od mateřské společnosti povinnost mikrovýpadky reportovat, ale my žádné nemáme, takže… Takže vlastně neumím říct, jak velký je to dnes problém. U nás po tři roky žádný.

Lze uvažovat díky kombinaci baterií s fotovoltaikou i třeba o energetické nezávislosti?

To je velké téma. V zásadě lze, teoreticky. Prakticky ale ostrovní systémy v našich podmínkách moc nedávají smysl. Je s tím hodně administrativy, to je první věc. Ale větší problém je, že pro ostrovní systém musíte předimenzovat fotovoltaiku tak, abyste byl schopen přežít třeba dva měsíce bez slunečního svitu. A k tomu musíte mít energeticky poměrně hodně úsporné výrobní technologie. Sítě jsou tu kvalitní a cena elektřiny pořád poměrně dostupná.

Ostrovní systémy, takové to klasické off grid, mi smysl nedávají ani pro bytový dům, natož pro fabriku. Racionálnější rozhodnutí je vytvořit si takové prostředí, kdy budete připraven na výpadek v řádech minut či hodin. Blackouty přijdou a budou častější a baterie je cesta, jak se jich nebát. To je podle mě racionální a ekonomicky rentabilní. A říkám to přesto, že odluka státu od církve, peněz, distribuční soustavy, tedy plná soběstačnost, to je něco, na co věřím.

Šíře, nebo nekoordinovanost aneb Mnoho nástrojů pro zelený přechod

Zmínil jste blackouty, vede mě to k otázce na softwarovou bezpečnost bateriových úložišť. Nelze je napadnout a vyřadit z činnosti, či zneužít? Hybridní hrozby a kybernetické útoky jsou aktuální a je to velké téma…

Vždycky je nějaké nebezpečí. Nicméně budu tvrdit, že proti devadesáti devíti procentům možných útoků jsem chráněni. Samozřejmě, je to téma i do budoucna, protože kdyby někdo moc chtěl a měl dostatečné vzdělání, prostředky a důvody, asi by cestu mohl najít. Což ovšem platí pro jakoukoliv technologii včetně nejsofistikovanější ochrany sítí.

Podívejme se do budoucnosti. Kam bude směřovat váš rozvoj?

Určitě se vše bude vyrábět u nás, je to české inteligentní řešení a českým zůstane. Když jsme si před šesti lety analyzovali trh, viděli jsme, že osmdesát procent majitelů fotovoltaiku ukládá energii do teplé užitkové vody. Pak přišly baterie, ale neměly dostatečnou kapacitu, aby něco reálně předvedly. S pěti kilowatthodinami kapacity příliš muziky neuděláte. Od začátku se nám to zdálo málo a cílili jsme výš. Dnes je zřejmé, že trend jde přesně tímto směrem, větší kapacita v menší krabici.

Naše AES má uniformní kapacitu přes jedenáct kilowatthodin, a to je pro většinu rezidenčních objektů dostačující. Přesto vidíme potenciál v domácích úložištích s ještě větší kapacitou.

Není to paradox?

Není, dává to větší smysl, protože čím větší kapacitu máte, tím víc si můžete hrát s inteligencí toho systému a tím víc můžete nahradit odběry ze sítě. Takže ideální cesta je ještě větší kapacita.

Čtěte také: Na severu Čech by mohla vyrůst továrna na baterie pro elektromobily

A pokud jde o průmyslová úložiště?

Tam je kapacita de facto neomezená, limitem je prostor, kam uložíte úložiště… Měnič je třímetrová skříň, pak jsou tam skříně článků. Ne každý si může dovolit řešení in house, trendem jsou kontejnery, které mají i tu výhodu, že jsou snadno rozšiřitelné a neřešíte ani stavební úpravy, ani požárně bezpečnostní předpisy.

Máme vyvinutý standardní dvacetistopý kontejner, který obsáhne všechny technologie včetně řídicího systému a kapacitně má jednu megawatthodinu. Umí samozřejmě ostrovní (off-grid) režim. V tom jsme asi jediní na trhu. A to si myslím, že je krásné.

Nedotkli jsme se životnosti baterií. Návratnost investice je kolem šesti let, přežijí to články?

Životnost se obecně neudává časem, ale počtem cyklů. Je to trochu alchymie, každý používá baterii jinak a existuje několik režimů provozu. V průměru máme spočítáno, že by ta životnost měla být někde mezi dvanácti a patnácti lety. My pracujeme pouze s články LiFePo4, což je asi nejvyspělejší technologie. Jsou dražší, těžší a robustnější, ale mají delší životnost a jsou bezpečnější. Experimentujeme i s Li-Ion, které se typicky používají v elektromobilech.

Je tu totiž velká otázka, co s těmi použitými. Články v elektromobilech jsou dimenzovány na velké nabíjecí a vybíjecí proudy a poměrně rychle se unaví. Otázku, co s ní, řeší second life, jejich využití ve stacionárních modulech, a to jsou právě domácí bateriová úložiště. Jejich požadavky na vybíjecí a nabíjecí proudy jsou mnohem nižší a život takové baterie se dá významně prodloužit, což nám přijde smysluplnější, než je recyklovat nebo vyhodit.

To už dnes umíte?

Ano. Je to něco, na co sázíme pro budoucnost.

Potřebují úložiště nějakou speciální péči?

Jsou v zásadě bezúdržbová, samozřejmostí je jednou za rok revize a určitá průběžná kontrola, aby všechny kabely byly neporušené a vedly tam, kam vést mají. Už trochu péče chce ale nastavení provozních režimů, řízení provozu.

Což obvykle dělá někdo jako podnikový energetik nebo vedoucí výroby. Protože maxima si nastavujete přibližně na měsíc a u toho je potřeba přemýšlet, nastavovat to s ohledem na provoz a potřeby, aby limity nebyly ani příliš vysoko, ani příliš nízko.

A samotný provoz?

Ten je plně automatický, my používáme čtyřstupňovou signalizaci, vždy se definované osoby okamžitě dozví, co se děje, dostávají informace esemeskou či mailem.

V průmyslovém úložišti SAS nabízíme klientům i čtyřbarevný semafor: zelená signalizuje běžný chod, oranžová odchylku, ale ještě ne problém, červená barva upozorňuje na problém a modrá, což je barva AERS, oznamuje, že továrna jede na baterii. Ten semafor fyzicky existuje, je přímo na provozech a všichni tak vidí, co se děje.

K čemu je to dobré?

Každá situace vyžaduje určité chování, které by mělo být definováno ve vnitřních směrnicích. Když jedete na ostrovní režim, tedy z baterie, určitě není žádoucí rozjíždět novou výrobní kampaň, která může trvat déle, než co umožní kapacita baterie.

Využíváte umělou inteligenci?

Nepoužíváme. Ne že by to nešlo, ale zatím jsme toho názoru, že vrcholný dohled má mít někdo, kdo zná energetické nároky provozu. A vkládat do celého soukolí prvek, který by tu odpovědnost rozmělňoval, nám nepřijde rozumné, protože se tím zvyšuje riziko nějakého kolapsu, pokud by se lidský a strojový názor zrovna nepotkaly. A my chceme kolapsům právě zabránit. Ale i bez umělé inteligence máme inteligentní řešení. Využíváme systém předpovědi osvitu.

Všechna úložiště jsou navázána na čidla, která provozuje ČVUT. A ta dávají předpověď slunečního osvitu na celém území republiky, což je zásadní informace, protože když víte, že následující den bude sluníčko svítit z osmdesáti procent, tak si můžete dovolit vybít baterii víc, než když víte, že svítit nebude vůbec. Ale to nebereme jako umělou inteligenci, je to jeden ze standardních prvků našeho battery management systému.

Jak dlouho dopředu umíme předpovídat slunce?

Pro nás je nejdůležitější následující den. Jde to i na více dní, ale čím delší je období předpovědi, tím méně přesná předpověď je.

Když nebude slunce svítit dva týdny, dobijeme baterii ze sítě…

Samozřejmě, to je standard, že z nízkého tarifu úložiště naplníte.

A obráceně? Že by se energie z úložiště prodávala do sítě?

Prodávat, když získáte povolení pro přetok, můžete skutečně už dnes, ale ekonomicky to při nastavených cenách nedává žádný smysl. Nicméně, to je smart grid. Zatím, spíše z politických důvodů, není ten koncept funkční, ale troufám si tvrdit, že to nemusí trvat dlouho a budete moci kapacitu vaší baterie prodat sousedům.

Vracím se na začátek. Jestliže chceme řešit jako celek jeden rezidenční dům, lze stejně řešit i několik domů, ulici, sídliště, obec, okres, kraj, republiku… Důležité je, aby ty jednotlivé dílčí celky, buňky spolu uměly komunikovat a fungovaly na stejném principu. Inteligentní úložiště jsou tou cestou. A my jsme připraveni.

Převzato z časopisu Komora. Autor článku: Petr Karban