ARES (Pokročilý kolejnicový systém pro ukládání energie) je nová technologie stejnojmenné firmy, která může být významnou součástí systému umožňujícího lepší využití větrné a solární energie a dalších obtížně regulovatelných zdrojů. Fungování svým principem připomíná bájného antického hrdinu Sisyfa, jenž opakovaně valí do kopce těžký kámen, který se vzápětí skutálí opět dolů..., jak popisují princip tvůrci ARESU:

- vlak veze náklad do kopce, přičemž spotřebovává elektřinu,

- poté, co vlak sjíždí s nákladem dolů, elektřinu vyrábí.

V případě, že síť má dočasně více energie z obnovitelných zdrojů, než potřebuje a není dost požadavků na její využití, může pohánět vlaky vezoucí zátěž na vyvýšené místo. Systém tak může absorbovat tuto nadbytečnou energii, a používat jej k napájení elektrických vlaků, které táhnou velké desky z betonu do mírného svahu - ve skutečnosti ale převádějí přebytečnou elektrickou energii na potenciální energii.

Když síť tuto energii naopak potřebuje, stejné železniční soupravy umožňují díky gravitaci převést energii při jízdě dolů zpět na elektřinu pomocí konverze prováděné elektrickým motorem lokomotivy. Ten bude v tomto případě fungovat jako dynamo, a zpětně generovat elektrický proud (podobně jako funguje "rekuperační brzdění" v autech).

Nahoru spotřebič, dolů mobilní elektrárna

Společnost tvrdí, že efektivita systému by měla dosahovat až 86 %, tj. dostat zpět 86 % uskladněné energie s tím, že předpokládaný pokrok v technologiích by měl tyto hodnoty ještě zlepšit. Reálnější propočty počítají sice s nižší, zhruba 60% účinností, nicméně vzhledem k tomu, že se počítá s tím, že systém bude k pohonu vlaků vzhůru využívat jinak neskladovatelnou energii „zdarma“ z obnovitelných zdrojů, není to tak špatná bilance.

Firma již provozuje malý pilotní systém pro skladování elektřiny z větrných farem v Kalifornii, jehož první zkušenosti potvrzují, že nová gravitační technologie skladování energie ve vlacích může vyplnit „mezeru“ mezi malými bateriemi, setrvačníky a mnohem většími vodními přečerpávacími elektrárnami. Nyní připravuje testovací trať v kalifornském regionu Tehachapi poté, co obdržela svolení k testům projektu v komerčním měřítku. Projekt nazvaný ARES Nevada zahrnuje kolejiště s ca 9 km dlouhou trati vedenou se sklonem až 8 stupňů. Odhadovaný elektrický výkon by měl dosahovat až 50 MW a systém by měl být schopen uskladnit 12,5 MWh energie. Předpoklad zahájení výstavby je počátkem příštího roku a dokončení do roku 2019. První projekt však nebude umožňovat akumulaci vyrobené energie.

V budoucnu, v případě, že se technologie osvědčí, počítá ARES s možností výstavby tři různých druhů projektů.

Menší, obdobný jako testovací dráha, jenž se nyní připravuje, by měly nabízet energetický výkon 20 až 50 MW, a poskytovat "doplňkové služby" v podobě příležitostných dodávek do sítě (a vyrovnávání jejích výkyvů) - v tomto případě kalifornské energetické soustavy. Technicky je rychle možné vyjet se soupravou nahoru a při její cestě dolů vygenerovat energii a vyhladit tak případné nežádoucí výkyvy v síti.

Systémy střední velikosti (50 - 200 MW) budou poskytovat jak doplňkové služby, tak možnost krátkodobého skladování energie (v horizontu zhruba 2 hodin). Zatímco první typ systému vyhlazuje výkyvy dodávek z větrných a solárních zdrojů minutu za minutou, druhý může vyhladit delší výkyvy (každou hodinu).

A konečně velké systémy ARES (grid scale) by se mohly pohybovat v rozmezí 200 MW až 3 GW, což nabízí možnost opravdu velké úložné kapacity. Podle tvrzení výrobce by mohly poskytovat čtyři až 16 h provozu na plný výkon. V tomto případě je systém určen spíše než na vyrovnávání případných výkyvů sítě jako plnohodnotná elektrárna schopná zálohovat velké množství energie z obnovitelných zdrojů.

Výhodnější než přečerpávání, může fungovat i v poušti

K hlavním výhodám patří relativní nenáročnost budování potřebné infrastruktury, téměř vše co ARES

 používá, je „off-the-shelf“ - běžně dostupné věci, žádné experimentální technologické prvky. Vše osvědčené s prokazatelnou funkčností, což podstatně snižuje obvyklé investiční riziko. Železniční řešení vychází také příznivě v porovnání s jinými formami skladování energie. Systém nereaguje sice tak rychle, jako to umožňují baterie (je nutno počítat s prodlevou v řádu sekund až desítek sekund, na rozdíl od účinně instantní baterie), ale jak výrobce zdůrazňuje, investiční náklady jsou mnohem nižší. Železniční vozy s betonovými zátěžovými deskami se na rozdíl od baterií v průběhu času nerozkládají. Skladování energie s využitím železnice má být rychlejší, s nižšími kapitálovými náklady, než jeho hlavní konkurence v oblasti skladování energie: přečerpávací vodní elektrárny (které tlačí vodu nahoru a následně ji uvolňují pro spádové turbíny stejně jako ARES tlačí nákladní soupravy). ARES je také více škálovatelný než přečerpávaní v hydrosystémech: lze jej řešit postupně celou cestu z 20 MW na 3 GW - a koleje mohou být umístěny na více místech. Vše, co je zapotřebí, je otevřený prostor a sklon. Systém navíc ani nepotřebuje vodu, což mu umožňuje, aby fungoval i na vyprahlém americkém západě.

Železniční skladování má navíc relativně malý vliv na životní prostředí, neprodukuje žádné emise ani nebezpečný odpad, nepoužívá ekologicky problematické materiály, a pokud by se časem rozhodlo o vyřazení z provozu, kolejová vozidla či kolejnice lze opět využít jinde, nebo je recyklovat stejně jako pražce a další konstrukční materiály.

Skladování energie s využitím železnic je samozřejmě jen jedním z možných řešení, jichž se objevilo už několik, a je těžké odhadnout, která ve finále zvítězí. Předností ARESu je ale jednoduchost a možnost využití již existujících systémů. Ve srovnání s dalšími technologiemi může nabídnout levnější uskladnění energie, než při využití tradičních baterií a s vyšším poměrem mezi výkonem a kapacitou než setrvačníky, a oproti přečerpávacím elektrárnám menší investiční náročnost a rychlejší reakční dobu.