Politechnika Wrocławska koordynuje prace nad grawitacyjnym przechowywaniem energii z OZE
Politechnika Wrocławska koordynuje prace nad wykorzystującą siłę grawitacji nowatorską metodą przechowywania energii. Współfinansowany przez Unię Europejską projekt „GrEnMine – Gravitational Energy storage in the post-Mine areas” ma za zadanie wspierać system elektroenergetyczny korzystający z odnawialnych źródeł energii. Demonstracyjna instalacja powstanie zaś w Kopalni Węgla Brunatnego Turów. Zespół z Wrocławia, na czele którego stoi profesor Przemysław Moczko, otrzymał milion euro na opracowanie koncepcji, obliczenia, symulacje i stworzenie systemu RM-GES (Rail-Mounted Gravitational Energy Storage).
Najbardziej znaną i najpowszechniej stosowaną metodą grawitacyjnych magazynów energii są elektrownie szczytowo-pompowe. Gdy w sieci jest nadmiar energii, woda jest pompowana do wyżej położonego zbiornika, gdy zaś potrzebna jest dodatkowa energia, woda jest spuszczana i napędza turbinę. Projekt GrEnMine wykorzystuje podobną zasadę. Przy nadwyżce energii w sieci masę się unosi, gdy chcemy wykorzystać zgromadzoną w ten sposób energię, opuszczamy masę. Jeden z pomysłów zakłada wykorzystanie mechanizmu dźwigu podnoszącego dużą masę na wysokość nawet 100 metrów. Elementem przetwarzającym zgromadzoną energię potencjalną na prąd elektryczny może być generator z przemiennikiem częstotliwości.
Odnawialne źródła energii (OZE) odgrywają coraz większą rolę w produkcji energii na całym świecie. Jeszcze w 2015 roku ze źródeł odnawialnych pochodziło ok. 24% energii elektrycznej używanej na świecie. Obecnie ze źródeł odnawialnych świat produkuje 32% energii. Wzrosty widać we wszystkich najważniejszych regionach. Na przykład w 2022 roku w USA udział źródeł odnawialnych w produkcji energii energetycznej wynosił 21,4%, co oznaczało wzrost o 161% w porównaniu z rokiem 2000. W Chinach w roku 2022 było to 30,2% (wzrost o 82%). W Polsce zaś udział źródeł odnawialnych w produkcji energii elektrycznej w 2022 roku wynosił 21,1%, czyli o 1219% więcej niż w roku 2000.
Im większy udział mają OZE w produkcji energii, tym większym problemem staje się ich niestabilność i nieprzewidywalność. Konieczne jest przechowywanie energii w czasach jej nadpodaży i jej odzyskiwanie, gdy popyt jest większy.
Magazynowanie energii jest bardzo ważnym wyzwaniem w dobie zwiększającego się wykorzystania odnawialnych, mniej stabilnych źródeł energii. Zadanie, którego się podjęliśmy, jest złożone i wymaga precyzyjnych obliczeń, symulacji, konstrukcji odpornych na ekstremalne obciążenia. Cały projekt to także sposób na nadanie nowej funkcji terenom, które przez dekady służyły wydobyciu. Teraz mogą znów służyć gospodarce, chociaż już w inny sposób – mówi prof. Moczko.
Projekt potrwa do czerwca 2027 roku. Ma on zaowocować powstaniem gotowej instalacji demonstracyjnej oraz skalowalnym oodelem wdrożeniowym, dzięki któremu możliwe będzie zastosowanie opracowanego rozwiązania w całej Europie.
Komentarze (12)
Astro, 26 sierpnia 2025, 09:21
To ciekawe, bo pamiętam jak całkiem niedawno dyskutowano o przekształceniu kopalni Turów w elektrownię szczytowo-pompową. Było nawet kilka poważnych koncepcji...
Nie powiem, że nie trzymam kciuków, ale raczej kiepsko to widzę. Pomysł w końcu dość stary, a problem skalowalności łatwo zademonstruje pomysłowy Dobromir z podwórka. Załóżmy, że konstruuje on "grawitacyjny magazyn" w postaci platformy, na którą wjeżdża swoim małym autkiem (około tony), a gromadzenie energii to podnoszenie owej platformy z samochodem. Po ciężkiej pracy Dobromir postanawia wypić filiżankę swojej ulubionej kawy (zwanej na cześć Mistrza od elektromagnetyzmu
). Jako zadeklarowany ekolog Dobromir odmierza precyzyjnie porcję wody na kawkę, wlewa do czajnika elektrycznego i zagotowuje, po czym zaparza wspaniały napój. Jeśli w szkole średniej Dobromir odrobił lekcje, to z pewnością delektując się kawą zada sobie proste pytanie: na jakiej wysokości musiała być jego platforma z samochodem, by opadając (załóżmy, że bezstratnie) do poziomu zero zagotować jego precyzyjnie odmierzoną porcję wody? Dobromir po kawce poskrobie się w głowę, bo wyszło coś około DZIESIĘCIU metrów...
Uwaga. Elektrownie szczytowo-pompowe to odmienna bajka, choć niby ta sama, ale to zdecydowanie inny poziom, bo wystarcza solidna pompa tłocząca gruube tony wody. Nie sądzę, by w kwestii magazynów "grawitacyjnych" zestawionych z kosztami ktokolwiek wymyślił coś lepszego, ale chętnie dam się zaskoczyć.
Mariusz Błoński, 26 sierpnia 2025, 11:49
@Astro a jeśli mamy różnicę wysokości powiedzmy 100 metrów, ale nasz ciężar nie jest podnoszony na dźwigu, tylko - jak to w odkrywce - jedzie sobie kilkukilometrowym ślimakiem wzdłuż ścian odkrywki?
Astro, 26 sierpnia 2025, 12:01
Grawitacja to siła zachowawcza, zatem bez znaczenia czy podskoczysz od razu, czy wejdziesz łagodnym zboczem (pomijam straty, co zapewne jest kluczem). W szkole uczą, że energia potencjalna w jednorodnym polu Ziemi (oczywiście jednorodne nie jest, ale przy kilometrze bez znaczenia) to mgh, gdzie m to masa, g - ziemskie przyspieszenie grawitacyjne, a h (właśnie!) to różnica poziomów. Oczywiście że w górach lepiej jeździć serpentynami, ale zwyczajnie chodzi o przyczepność (tarcie) - samochód kiepsko się wspina...
Uprzedzając pytanie. Domyślam się, że kluczem jest wykorzystanie istniejącej infrastruktury, ale istniejące platformy kolejowe już przerdzewiałe, taki wagon wiele energii nie wniesie, trza go remontować itp., a o koszty właśnie chodzi. Ostatnio Chińczycy błysnęli czymś lepszym. Też stary pomysł, chodzi o pojemność cieplną stopionych soli, ale pewnie wiesz.
P.S. Widzę nawet spory problem z ciepełkiem generowanym przez hamulce zjeżdżającej po starych torach platformy... To ciepełko w końcu chyba tylko w atmosferę?
2xP.S. Wiem oczywiście, że każdy "podwórkowy Dobromir" podrzuci jako pomysł KERS, ale to zdecydowane podnoszenie KOSZTÓW*, a miało być taniej...
* Koszty to zasadnicza kwestia. Z czachy mogę podrzucić pierdyliard pomysłów za***iście czystych ekologicznie, ale chce Pan płacić za energię elektryczną trzydzieści razy więcej? Osobiście chcę płacić mniej, bo nie mam wypchanego portfela; ostatecznie zgodzę się na pięcioprocentową podwyżkę, ale nie więcej.
Ed. Właściwie to chrzanię, bo cała koncepcja to coś w rodzaju KERS (w końcu "wagon" staczając się przyspiesza, a hamujemy go odzyskując energię), niemniej ciekaw jestem jak ma się to do "prostej" koncepcji zalania wyrobiska i zrobienia elektrowni szczytowo-pompowej. Mówimy oczywiście o kosztach (podkreślam, że chodzi o złotówki na kilowatogodzinę, czy coś w tym stylu).
radar, 31 sierpnia 2025, 13:02
Ale "zalać" nie wystarczy. Trzeba jeszcze mieć zbiornik górny i ponieść koszty jego budowy. W sumie teraz pisząc to pomyślałem, że jakby tak mieć obok rzekę o wystarczająco dużym przepływie to i górny zbiornik niepotrzebny, bo rzeka mogła by pełnić rolę górnego zbiornika. Ale to nie tam
)
Nieistotne czy nazwiemy to KERS czy nie chodzi o mgh. Te szczytowo-pompowe wydają się najtańsze, ale mają 2 wady. Potrzebują odpowiednich warunków geograficznych (co można jakoś niwelować kopiąc "dołki" jak w Turowie, ale i tak potrzeba sporo wody, która zamarza itp). Natomiast to druga wada jest powodem kombinowania z dźwigami czy wagonami. I ta wada to nie h a właśnie m. Woda to niecałe 1000 kg/m3, podczas gdy beton 1700, stal 7700, ołów 11000 a rtęć ponad 13000. Stąd te kombinacje. Czyli "najtaniej" byłoby mieć elektrownie szczytowo-pompową z płynną rtęcią
Jako pomysłowy Dobromir również myślałem nad takimi rzeczami i jeśli chodzi o ciała stałe to chyba nie ma dobrych rozwiązań. Dźwigi mają mały zasięg, wydajność (liczba podnoszonych elementów w czasie) i wysokość, wagony potrzebują dużej, rozbudowanej infrastruktury (koszty jak wskazałeś powyżej), taśmociągi (podnoszące/opuszczające np. kulki stalowe) tracą już na różnicy h pomiędzy dnem górnego zbiornika przy generacji a górą tego zbiornika przy kumulowaniu energii (nie da się "pompować" kulek od dołu
Nie zmienia to faktu, że tak trzeba żyć...
Jest robota, będzie co opublikować, wynajmie się lokomotywy z państwowej firmy "za pełną stawkę godzinową", a za 2-3 lata wszystko sobie zardzewieje. I co się wtedy zrobi?
Astro, 31 sierpnia 2025, 15:15
Mieli chyba nawet raport oddziaływania na środowisko (może chrzanię, ale nie chce mi się szukać), a co do wody, to jak odłączysz system odwodniania, to dość szybko samo się w sporej części wypełni - z wodą ponoć nie będzie kłopotów (to nie Wisła w Wawie
), ale jako inteligentny człowiek sam sobie wyszukasz.
Dawno temu optowałem za elektrowniami szczytowo-pompowymi z rtęcią, ale ponoć jest szkodliwa...
Tak na marginesie, to o ILOCZYN mh chodzi, ale w końcu jesteś inteligentnym człowiekiem. Pompowanie cieczy niezmiennie wygląda lepiej niż Syzyf pchający pod górkę cokolwiek - "syzyfowe prace" to chyba nie przypadek. 
Dawno już wyrosłem z pomysłowego Dobromira - często z idealizmu wiele szkód czyni...
Protokół zniszczenia, ale wszyscy będą szczęśliwi, bo kaska spora na konta trafiła.
darekp, 31 sierpnia 2025, 17:48
Tu wchodzi w grę pewien "niuansik", bo ilość zmagazynowanej energii proporcjonalną do h mamy w przypadku, gdy wciągamy na wysokość h pojedynczy wagonik albo "sznureczek" wagoników w powiedzmy nieprecyzyjnie "jednej linii". I to jest b. mało wydajne, raczej bezużyteczne w praktyce, jak to policzyłeś, Astro (nie chciało mi się sprawdzać rachunków, zakładam, że się zgadzają;))
Natomiast w przypadku wody przy zalaniu jakiejkolwiek dziury w ziemi mamy wartość proporcjonalną do trzeciej potęgi rozmiarów liniowych. Czyli o wiele gęstsze (zazwyczaj) upakowanie energii. Gdyby chcieć to samo uzyskać dla wagoników, trzeba by budować coś w rodzaju "parkingów wielopoziomowych".
Tak naprawdę jest jeszcze trzecia możliwość, jeśli mamy np. górę, to można ją "owinąć" spiralnie dłuuugim łańcuchem wagoników i będzie proporcjonalnie do 2-giej potęgi (albo ciasne serpentyny z jednej strony góry itd. itp.). Może o czymś takim myślą naukowcy z PWr?
Z drugiej strony - trzeba by b. dużo naprodukować tych wagoników (i czym je wypełniać?), a wodę mamy "za darmo"
Astro, 1 września 2025, 12:41
Proszę Pana, tak to się nie bawimy - nie opieramy się na jakichkolwiek autorytetach, niechby był to nawet dziennikarz republiki...
Szkolnie, upraszczając i pomijając straty (w rzeczywistości będzie gorzej) przyrównaj ciepło potrzebne do zagotowania filiżanki wody i energię potencjalną; coś w stylu:
cwłaściwe wody * mfiliżanki wody * ΔT = mnaszej platformy * g * h (to naprawdę banalne)
Nie do końca; chodzi raczej o "masę użyteczną", czyli powierzchnię zalewu mnożoną przez różnicę użytkową poziomów (ta zapewne w milimetrach czy centymetrach
); h robi nam dobrze zaprojektowana pompa i ukształtowanie terenu.
Proszę Pana, znów tak się nie bawimy - trza poszukać i poczytać.
No dużo, a masą się nie przejmuj - może to być piasek, czy jakiekolwiek łajno; masa to masa.
radar, 2 września 2025, 09:07
No nie do końca. Chodzi o upakowanie jak najwięcej tej masy na tym wagoniku, a nie "cokolwiek". W końcu tona piór jest lżejsza niż tona stali.. czy tam wagon piór
O ile do pewnego h łatwiej jest walczyć o h, o tyle jak h się kończy to łatwiej (taniej) jest walczyć o m.
Astro, 3 września 2025, 17:30
No nie do końca. Masa ma być jakaś (maksymalnie), a nie "ile wlezie" - wagon to wagon, i wielbłądem nie będzie...
Pierza nikt nie będzie upychał, bo bez sensu, ale sądzę, z przekonaniem graniczącym z pewnością, że rtęci też nikt nie będzie wlewał - w końcu nie tylko ekologia, ale KOSZTY! 
Do tego powierzchnia "użytkowa" wagonu (w końcu panele) wiele się nie zmieni od tego, że będzie miał wysokość X, czy też X + metr. Konkluzja: mało istotne czy piasek, szlam, kamienienie, czy podobne łajno (choć oczywiście nie pierze).
No chyba nie (jeśli miał być to żart, to płaściutki Kolego - to już nie czasy, a zwłaszcza miejsce na taki "dowcip"
). Tona to tona - jedno gówno czego. Mówiłem już - masa to masa.
Powalcz może o h bar.
Żeby nie było niejasności - stała Plancka, czyli h/2π. Na marginesie - jak kończy Ci się h, a ograniczony jesteś istniejącą infrastrukturą, to możesz zwiększać jedynie poziom swojej pewności - w końcu kasa już leci... 
Ed. Radar, kasa już jest, teraz trzeba zwyczajnie przekuć to na coś co działa, i zrobić parę publikacji. To, że to nie ma sensu nie ma znaczenia.
darekp, 4 września 2025, 09:28
Cóż, to chyba właśnie jest odpowiedź na wszystkie wątpliwości (i zarazem wyjaśnienie przyczyn mizerii polskiej/europejskiej nauki, ech).
l_smolinski, 4 września 2025, 21:13
Z punktu nauki masz rację.
Niestety nie czas na naukę. Francja już się przygotowuje do konfliktu. To co musi zrobić Polska ASAP umieściłem tutaj:
https://polandthoughts.blogspot.com/2025/09/policy-recommendation-autonomous-energy.html
Miałem już to dawno spisać, post na KW mnie zmotywował.
Astro, 5 września 2025, 16:04
Niekoniecznie się zgodzę, ale faktycznie chyba zbyt pobrnęliśmy (szczególnie w Europie) w grze "w zielone", a gracze zwyczajnie adaptują się do rzeczywistości... Niejednokrotnie pisałem (przykładowo) o ostatnim pokoleniu - nieprzypadkowo. To długi temat, a nie sądzę Darku, by tu właśnie było miejsce na rozpisywanie się; zresztą nie chce mi się, choć uprzedzam, że wizja świata "drill baby, drill..." to czysty debilizm.