Výbuchy sopek bývají katastrofální, pokrývají oblasti vrstvami popela a uvrhávají každodenní život do chaosu.
Nový výzkum týmu z Barcelonské univerzity však ukázal, že tento vedlejší produkt přírody může být klíčem ke změně způsobu ukládání sluneční energie. Vzhledem k tomu, že se svět stále více zaměřuje na obnovitelné zdroje energie, byl objeven potenciál sopečného popela jako levného a zároveň udržitelného prostředku k přeměně využívání energie.
Sopečný popel může být užitečný k uchovávání sluneční energii
Skladování energie hraje zásadní roli při přechodu na obnovitelné zdroje energie, neboť usnadňuje využití přebytečné energie vyrobené v období výrobní špičky, kdy se potřeba energie zvyšuje. Koncentrační solární elektrárny (CSP) jsou jedním z takových typů technologií, které závisí na účinném skladování tepla.
Elektrárny CSP tradičně využívají roztavené soli k ukládání přebytečné energie ve formě tepla, dokud není přeměněna na elektřinu. Roztavené soli však mají své nevýhody: jsou korozivní, jejich výroba je nákladná a při snížených teplotách snadno tuhnou. Zde hraje zásadní roli sopečný popel. Vědci testovali vzorky z erupce na ostrově La Palma z roku 2021 a zjistili jeho vynikající tepelnou vodivost, stabilitu i tepelnou kapacitu.
Související článek
Zjistili, že pokud se jim podaří sopečný popel, který při zahřívání chemicky nereaguje, naskládat na sebe s něčím, jako je oxid železitý, a pak jej několik tisíckrát zahřát a ochladit v rozmezí teplot 250 až 750 °C, mohli by získat materiál pro ukládání tepla, který je chemicky odolný a zároveň svinutý tak, aby ukládal a uvolňoval teplo. Tyto výhody by mohly vést k tomu, že sopečný popel nahradí roztavené soli jako médium pro ukládání energie v CSP, které by mohlo být levnější a odolnější než ty, které se používají dnes.
Úloha sopečného popela v energetických systémech CSP
Kromě toho, že sopečný popel funguje jako samostatný prostředek pro ukládání tepla, může být použit jako přísada do stávajících systémů s roztavenými solemi. Výzkumníci zjistili, že míchání sopečného popela s roztavenými solemi snižuje korozivní účinky solí a zabraňuje jejich předčasnému tuhnutí.
Tato kombinace umožňuje elektrárnám CSP fungovat co nejoptimálněji a prodlužuje životnost jejich zásobníků a strojního zařízení. Sopečný popel navíc může být přímým absorbérem tepla, čímž odpadá potřeba standardních skladovacích nádrží.
Elektrárny CSP by se mohly zaměřit na sluneční svit struktur vyrobených ze sopečného popela (jako jsou tyto horniny, které produkují pouze sopky), čímž by se odstranila potřeba nákladných roztavených solí a umožnilo by se stupňovité skladování energie při špičkových teplotách. Výzkumníci tvrdí, že tato zjištění naznačují, že sopečný popel má potenciál „pomoci zvýšit technologickou konkurenceschopnost“ CSP díky nižším provozním nákladům a menšímu dopadu na životní prostředí.
Sopečný popel: Vulkán: levné řešení problému skladování energie
Sopečný popel má potenciál poskytnout řešení naléhavé potřeby rozsáhlých a účinných řešení pro skladování energie. Mezinárodní energetická agentura (IEA) uvádí, že celosvětová kapacita skladování energie, podpořená integrací nestálých obnovitelných zdrojů energie, jako je solární i větrná energie, by měla za méně než tři roky překročit 270 GW.
Skupina sedmi zemí (G7) se také nedávno zavázala zvýšit do roku 2030 objem skladování energie na 1 500 GW, což zdůrazňuje, jak naléhavá je potřeba spolehlivého a cenově dostupného řešení skladování energie. Sopečný popel představuje udržitelné a zároveň ekologické řešení rostoucích problémů spojených s technologií CSP.
Vzhledem k jeho hojnosti, nákladové efektivitě a tepelné stabilitě se nabízí jako potenciální kandidát pro aplikace skladování energie ve velkém měřítku. Takovéto opětovné využití sopečného popela nejenže minimalizuje dopad erupcí na životní prostředí, ale také odvzdušňuje nákladné a škodlivé skladovací materiály.
Sopečné ukládání tepelné energie může být novým trendem v oblasti obnovitelných zdrojů energie. Její schopnost nabídnout cenově dostupnou a udržitelnou alternativu k roztaveným solím by mohla nově definovat podobu CSP elektráren, a tím i systémů skladování energie, po celém světě.
Potenciál tohoto přírodního zdroje v boji proti klimatickým změnám spočívá v jeho neustálém rozvoji, protože vědci pracují na objevování jeho různých aplikací, což z něj činí neocenitelný přínos, který by mohl vydláždit cestu k čistší a efektivnější energetické budoucnosti (podobně jako se probudila americká země sopek).