Aké boli dôvody a ciele založenia SBaA?

Prvý impulz vznikol na medzinárodnej konferencii Globsec 2018, ktorá sa konala na Slovensku. Aj tu zazneli ťažiskové výzvy, ktoré ovplyvňujú dianie naprieč rôznymi sektormi a odvetviami priemyslu, ako napr. European Green Deal, zvyšovanie podielu výroby energie z obnoviteľných zdrojov či podielu elektromobilov na cestách a pod. A tu už bol len krok k téme batérií a batériových systémov, ktoré budú mať v budúcnosti veľký význam nielen pre elektromobilitu, ale napr. aj z hľadiska vybilancovania spotreby a dodávky elektrickej energie v rámci prenosovej sústavy. Následne sme začali hovoriť o tom, že by bolo dobré podchytiť túto oblasť ako celý hodnotový reťazec – od výskumu a vývoja až po výrobu, aplikácie, druhý život batérií a recykláciu.

Slovenská batériová aliancia vznikla v roku 2019 a je nezávislým záujmovým združením právnických osôb, pričom pôsobí ako priemyselný klaster. Ako jediný slovenský klaster sa angažuje v oblasti stratégie, legislatívy a komunikácie s cieľom vytvoriť komplexný batériový reťazec na Slovensku. V oblasti legislatívy máme čo doháňať v porovnaní s ostatnými členskými štátmi EÚ, nakoľko naša legislatíva zatiaľ nepozná pojem batéria. Zmena by mala nastať v krátkom čase, nakoľko na pôde Ministerstva hospodárstva SR sú už predložené v tomto smere návrhy na úpravu legislatívy, ktorá by mala odzrkadľovať odporúčania definované tzv. zimným energetickým balíčkom. Toto doplnenie bude v budúcnosti dôležitou podmienkou ďalšieho rozvoja batériového trhu na Slovensku.

Aliancia je určite priestor na spoluprácu rôznych subjektov. Podarilo sa ich efektívne prepojiť?

SBaA je aj výkonnou platformou na spoluprácu medzi verejným a súkromným sektorom, inovátormi, akademickou obcou a finančnými inštitúciami s cieľom podieľať sa na hodnotovom batériovom reťazci v Európe. Osobne som presvedčený, že práve v prostredí univerzít sa nachádzajú veľmi šikovní ľudia a nové myšlienky. Firmy, ktoré chcú obstáť v konkurencii a získať si nejaký náskok, by mali využiť tento potenciál. Snahou SBaA je prepojiť tieto subjekty a hľadať tak inovatívne riešenia v oblasti batérií a batériových systémov. Jednými z prvých, ktorí sa témou vývoja batériových systémov zaoberali, boli pracovníci na TU Košice či UPJŠ Košice, takže v akademickom sektore už nejaké skúsenosti boli. Nezabúdame ani na mladú generáciu, pre ktorú sme aktuálne pripravili projekt s názvom Batéria nápadov, ktorý uzatvárame na konci októbra. Je určený pre začínajúcich „študentov – podnikateľov“, ktorí už nosia v hlave nejaký dobrý nápad týkajúci sa batérií a batériových systémov.

Vieme, že často jedinou brzdou realizácie týchto nápadov sú financie, a preto chceme byť mladým inovátorom v tomto smere nápomocní.

Myslím si však, že viac ako poskytnutie finančných prostriedkov bude pre mladých ľudí prínosnejšia skúsenosť a možnosť spojiť sa s významnými subjektmi pracujúcimi v oblasti batériového biznisu.

Na začiatku vzniku SBaA sme si definovali tri oblasti, kde chceme byť aktívni – elektromobilita, batériové úložiská a čiastočne aj vodík. Máme pred sebou veľa práce a keďže som reprezentantom SBaA aj v rámci bruselskej Európskej aliancie batériových úložísk, môžem to objektívne porovnať. Zatiaľ čo v západnej Európe sa pohybuje inštalovaný výkon batériových úložných systémov rádovo v niekoľkých stovkách MWh, na Slovensku sme niekde na úrovni 1 MWh.

Pre mnohých sú baterky predmetom bežnej spotreby. Skúsme zadefinovať, čo sú to baterky, batériové systémy a úložiská z hľadiska základných technických charakteristík a typov na použitie v priemyselných/energetických aplikáciách.

V prvom rade treba povedať, že zoskupením niekoľkých batériových článkov, čo sú základné prvky, vznikajú batériové moduly. A spojením viacerých modulov zase dostávame batériový systém. Ten si možno napr. pre výkon 50 kW/kWh predstaviť ako skriňu, v ktorej je uložených päť modulov s výkonom 10 kWh. Batériový systém je teda modulárne zariadenie a možno ho škálovať podľa potreby aplikácie. Dôležitou súčasťou batériového systému je menič na zmenu striedavého prúdu na jednosmerný a naopak. Z hľadiska chemického zloženia batérií poznáme niekoľko typov, tým v súčasnosti najčastejšie používaným sú lítiovo-iónové batérie, pretože v porovnaní s tradičnými, olovenými batériami sa rýchlejšie nabíjajú, majú dlhšiu životnosť a vyššiu energetickú kapacitu.

Existujú však aj batérie využívajúce iné chemické prvky, napr. nikel-kadmium či nikel-metal-hybrid. Ďalšie rozdelenie batérií môže byť podľa toho, v akom prostredí sa používajú, čiže pre vnútorné alebo vonkajšie priestory. V prvom prípade je riešenie podstatne jednoduchšie, batériové moduly sa umiestnia do skrine a tá sa postaví do technickej miestnosti v objekte.

V druhom prípade ide o tzv. kontajnerové systémy, pričom dodávateľ takýchto riešení navrhne typy batériových článkov, počet modulov, meniče, príp. podľa potreby aj chladenie. Uvediem ešte jedno porovnanie. Cena batérie pre elektromobil sa v súčasnosti v prípade výrobcu auta pohybuje na úrovni 100 eur/kWh a menej.

Naopak batériový systém pre energetické aplikácie sa pohybuje na úrovni okolo 700 eur/kWh a keď si k tomu prirátame náklady spojené so stavebným povolením, pripojením do rozvodnej siete a pod., tak sa dostaneme možno až k sume 1 000 eur/kWh. Aj z toho vidno, že z funkčného a principiálneho hľadiska sú síce batérie pre automobily a iné oblasti použitia totožné, ale náklady na ich obstaranie sú diametrálne odlišné.

Kde vidíte miesto batérií a batériových systémov v rámci priemyslu, ktorý prechádza transformačnými zmenami, digitalizáciou či hľadaním nových obchodných modelov?

Batériové systémy sú umiestňované pred alebo za meracím miestom – elektromerom. Ak ide o systém pred meračom, ten je súčasťou distribučnej alebo prenosovej siete. V tomto prípade môže batériové úložisko slúžiť na zabezpečenie napätia pre celkovú stabilitu sústavy, čo je záujem distribučných spoločností. V rámci podporných služieb môže figurovať ako zdroj na zabezpečenie primárnej a sekundárnej regulácie v prenosovej sústave. V niektorých krajinách je to už tak, že batériové úložisko je z hľadiska funkcie v oblasti podporných služieb vnímané podobne ako napr. prečerpávacia vodná elektráreň alebo kogeneračná jednotka.

Majú batériové úložiská výkon dostatočný na to, aby pokryli požiadavky na zabezpečenie podporných služieb v rámci prenosovej sústavy?

To je dobrá otázka. V praxi nie je technické obmedzenie na to, koľko batériových modulov možno spolu prepojiť, a teda de facto nie je žiadne obmedzenie z hľadiska výkonu batériového úložiska. Pozrime sa na túto problematiku ešte z inej strany. Aké sú výhody a naopak obmedzenia batériových systémov? Výhodou je, že batériový systém dokáže takmer okamžite reagovať na zmenu parametrov v rozvodnej sieti. Jeho využitie je preto prioritné v rámci primárnej regulácie. Nevýhodou zase je, že ak by mal byť batériový systém s výkonom napr. 2 MW použitý v rámci sekundárnej regulácie, pri aktivovaní potrebného výkonu pre podporné služby by batériové úložisko „skončilo“ po pár hodinách prevádzky. Naopak kogeneračná jednotka alebo prečerpávacia elektráreň dokáže zabezpečiť potrebný výkon trvalejšie. Ako som povedal, technicky možno zrealizovať aj 10 MW batériové úložisko. No robiť to len preto, aby som bol schopný párkrát do roka na nejaký dlhší časový úsek zabezpečiť podpornú službu na úrovni 1 MW v rámci sekundárnej regulácie, to nie je ekonomické riešenie.

Využitiu batériových úložísk však nahráva sprísňujúca legislatíva v oblasti regulácie, ktorá požaduje čoraz rýchlejší nábeh dostupných zdrojov v rámci podporných služieb. V súčasnosti sa veľa hovorí o agregácii, flexibilite a agregovanej kapacite – viem si predstaviť, že batériové úložisko bude jedným zo štandardných prvkov agregácie.

Poďme sa teraz pozrieť na využitie batériových systémov za meracím miestom.

V tomto prípade sa nachádzame u koncového spotrebiteľa, ktorý prevádzkuje miestnu distribučnú sústavu alebo je to klasický odberateľ. Prečo by mal nejaký odberateľ uvažovať o nasadení batériového úložiska? Dôvodom je možnosť zníženia rezervovanej kapacity, tzv. orezávanie špičiek. Predstavme si situáciu, keď sa odberateľ len párkrát za deň a aj to na pár sekúnd priblíži k dohodnutému maximálnemu odberu elektrickej energie zo siete. Aby nemal stres, že toto maximum prekročí, tak v momente, keď sa blíži k maximálnemu odberu, aktivuje sa batériový systém, ktorý utiahne tú krátkodobú maximálnu spotrebu a po znížení odberu sa opäť vypne. Odberateľ tak nemusí platiť za veľký rezervovaný výkon u distribučnej spoločnosti, ale investuje do svojho batériového úložiska. Samozrejme, že si treba vopred dobre prepočítať ekonomickú návratnosť takéhoto riešenia, ktorá zatiaľ stále nevychádza dobre, ale verím, že časom sa aj tento problém vyrieši.

Ďalšou možnosťou využitia batériového úložiska je záložný zdroj napájania, čo odberateľa odbremeňuje od kúpy dieselgenerátora. No a do tretice, ak má nejaký odberateľ inštalovanú fotovoltickú elektráreň, môže sa stať, že pri odbere napr. v domácnosti bude mať cez deň prebytok nevyužitej elektrickej energie, ale naopak, viac ju bude potrebovať vo večerných hodinách. Pri aktuálne platnej legislatíve by ju síce mohol presmerovať naspäť do siete, ale bez toho, aby bol finančne odmenený. Naopak pri využití prebytočnej energie na nabitie batérie ju neskôr dokáže spotrebovať podľa potreby. Navyše takýto odberateľ ušetrí na poplatkoch, ktoré sú súčasťou faktúry od dodávateľa elektrickej energie, ako je napr. poplatok za distribúcie či TPS.

Samostatnou témou je riešenie dodávky jalovej elektrickej energie do siete. Mnohí odberatelia za to platia dosť vysoké penále a pritom o tom ani nevedia. Ak nie sú odborníci v oblasti dodávky a spotreby elektrickej energie, tak to proste berú ako fakt, že to tak musí byť. To možno riešiť práve inštaláciou batériového systému. Ak má odberateľ sústavu nabíjacích staníc pre elektromobily a chce zabezpečiť maximálny nabíjací výkon aj pri ich plnej obsadenosti, aj tu je priestor na využitie okamžitej zálohy dostupnej z batériového systému. Aj keď uvedené možnosti nie sú zatiaľ pre investora ekonomicky dostatočne atraktívne, faktom je, že cena batérií sa za posledné roky desaťnásobne znížila a je predpoklad, že v dohľadnom čase pôjde cena za kWh ešte nižšie.

Kto by mal uvažovať o využití batériových systémov? Máme už aj nejaké zaujímavé inštalácie na Slovensku?

Ako som už naznačil v predchádzajúcich odpovediach, z môjho pohľadu je to výhodné pre distribučné spoločnosti s cieľom zabezpečenia stability napätia, pre prevádzkovateľov elektrizačnej sústavy na primárnu a sekundárnu reguláciu, pre konečných spotrebiteľov ako záložný zdroj, riešenie dodávok jalovej elektrickej energie. Časom možno budeme svedkami aj toho, že tieto technológie budú podporené aj zo strany štátu nejakou formou dotácií.

Na Slovensku máme niekoľko inštalácií už zrealizovaných – patrí k nim batériové úložisko s výkonom 432 kW v Humennom, ktoré spolu s fotovoltickou elektrárňou so špičkovým výkonom 500 kW prevádzkujú Slovenské elektrárne, a. s.; rovnako výkonné batériové úložisko využíva v rámci miestnej distribučnej sústavy priemyselný park v Senci a spomeniem aj 120 kW batériové úložisko inštalované v spojitosti s fotovoltickou elektrárňou v Dubnici nad Váhom. Východoslovenská distribučná, a. s., tiež plánuje inštalovať batériové úložisko v Bachledovej doline na zabezpečenie stabilnej frekvencie a výkonu, ktorý sezónne výrazne kolíše kvôli príchodu lyžiarov a turistov v zimnej sezóne.

ZSE Energia, a. s., plánuje v rámci projektu Elsea uviesť do prevádzky zariadenie na skladovanie energie s kumulatívnym inštalovaným výkonom 384 MW. Úložná kapacita bude umožňovať čistú ročnú výrobu elektriny 250 GWh. Úložisko bude tvoriť niekoľko menších jednotiek cca 32 – 64 MW. Vzhľadom na energetickú hustotu, efektívnosť nabíjania a vybíjania, životnosť a ekologickosť zariadení bude batériové úložisko založené na lítiovo-iónovej technológii. Na zvýšenie energetickej hustoty batérií projekt v menšom rozsahu predpokladá aj zavedenie lítiovo-sírovej technológie. Stále sme však na úrovni pilotných projektov, prísľubom väčšieho rozvoja v tejto oblasti by mohli byť aj prostriedky vyčlenené z plánu obnovy.

Nasadenie batériového úložiska vyžaduje zodpovednú projektovú aj realizačnú fázu. Ako vyzerá taký životný cyklus?

Na začiatku treba vykonať analýzu daného odberového miesta a na základe toho zvoliť vhodné batériové úložisko. Pri príliš veľkej kapacite sa zbytočne navyšujú kapitálové náklady alebo nie je vhodne zvolená kapacita batérie v kWh vs okamžitý výkon z batérie v kW. Treba si spočítať aj životnosť batérie, čo je zvyčajne závislé od frekvencie nabíjania/vybíjania, pričom ideálne sa javí realizovať tieto činnosti v rozsahu 20 až 80 kapacity batérie. Životnosť batérie sa z tohto pohľadu pohybuje na úrovni tisíc až päťtisíc cyklov nabitia/vybitia. Po tomto čase treba batériu repasovať, zregenerovať alebo celý modul vymeniť. Keďže batériové systémy ešte len začínajú dospievať, pohybujeme sa v mnohých prípadoch len v teoretických výpočtoch, nevychádzame z údajov z reálnej prevádzky. Samotná fyzická realizácia batériového úložiska potom vyžaduje vhodné umiestnenie, príp. pri väčších systémoch získanie príslušného povolenia na stavbu či pripojenie do distribučnej siete. Aj keď sa samotná batéria alebo úložisko zvyčajne dodáva s podporným softvérom (battery management system), je vhodné, aby boli tieto technológie dátovo pripojené aj do nadradeného softvérového nástroja na správu energetických zdrojov, tzv. energy management system. Ten dokáže optimalizovať a efektívne riadiť celý reťazec napr. od fotovoltiky cez batériu až po samotnú spotrebu.

Kam smerujú vývojové trendy a ako sa do týchto aktivít zapája Slovensko?

V duchu zabezpečenia uhlíkovej neutrality bude narastať počet inštalácií fotovoltických elektrární. S tým budú súvisieť aj inštalácie batériových úložísk, a to najčastejšie pred elektromerom, t. j. na strane distribučných a prenosových spoločností. V rámci plánu obnovy budú batériové systémy podporované mnohými krajinami EÚ. Na Slovensku máme schválený tzv. dôležitý projekt spoločného európskeho záujmu (IPCEI) s názvom European Battery Innovation, do ktorého sú zapojené štyri slovenské spoločnosti – Energo Aqua, ktorá je aktívna v oblasti batériových systémov druhého života, t. j. použitých batérií z elektromobilov, InoBat Auto a InoBat Energy vyrábajúce batériové články a batériové systémy novej kvality a realizujúce vývoj batériového centra Redox-flow a spoločnosť ZŤS-VaV, ktorá sa zameriava na skladovanie energie a recykláciu.

Cieľom projektov je podpora výskumu a inovácií v súvislosti s hodnotovým reťazcom batérií, pričom rozpočet bol na päť rokov stanovený na 150 mil. eur. Prvé tri roky majú tieto spoločnosti na realizáciu výskumu a vývoja, nasledujúce dva roky sú určené na vytvorenie prototypu produktu, ktorý by sa mal uplatniť na trhu. Následne sa prechádza do masovej výroby, čo už do schémy podpory z EÚ nespadá. Jedným z výstupov by mala byť aj výstavba celkovo štyroch giga fabrík na Slovensku. A spomínal som nevyhnutné zmeny, ktoré bude potrebné urobiť na úrovni legislatívy z hľadiska zadefinovania batérií ako terminus technicus, čo by mohlo pomôcť zrýchliť batériový biznis na Slovensku.

Ďakujeme za rozhovor.