Нові батареї на дні моря можуть забезпечити дешевше зберігання енергії

Компанія BaroMar, що займається зберіганням енергії, готується до тестування нового виду накопичувачів енергії на рівні мережі, який працює на воді. Якщо він спрацює, це буде дешевший спосіб стабілізувати відновлювану енергію протягом тривалого часу.

Світ поступово рухається до безвуглецевих джерел енергії, але шлях до цього не є простим. Щоб досягти нульових викидів до 2050 року, близько 80 відсотків світової електроенергії має надходити з таких джерел, як сонячна та вітрова енергія.

Для когось перспектива переходу до мереж з нульовим рівнем викидів вуглецю може здатися неможливою – але деякі країни, такі як Португалія, Данія та Намібія, вже роблять це. Однак, щоб стати доступними для всіх, нові способи зберігання і вивільнення енергії, виробленої за допомогою цих нових технологій, повинні бути вдосконалені, щоб не відставати від попиту. Цей попит залежатиме від місця розташування – деякі можуть потребувати майже постійного постачання, навіть у похмурі дні, тоді як інші можуть відчувати піки і спади протягом дня.

У той же час, енергію потрібно буде зберігати для (вибачте за каламбур) дощових зимових днів або інших сезонних мінімумів, коли вітрова енергія може не компенсувати втрату сонячної енергії.

Саме тут може стати в нагоді нова альтернатива BaroMar – система зберігання енергії стисненого повітря (CAES).

Технологія CAES існує вже близько 40 років і відома як досить хороший економічно ефективний спосіб зберігання енергії та забезпечення стабільності енергосистеми. Традиційно процес полягає у стисненні та зберіганні атмосферного повітря під тиском у підземних резервуарах, таких як печери або старі соляні шахти. Коли виникає потреба в енергії, її можна вивільнити за допомогою турбін, які приводять у дію генератор, що її відновлює.

BaroMar вважає, що їхній альтернативний підхід може перевершити цей старий метод і зберігати енергію протягом тривалого часу, використовуючи низькотехнологічне обладнання.

Відповідь – вода. Компанія планує встановлювати станції поблизу узбережжя з доступом до глибокої води, тиск з якої замінить резервуари високого тиску, що використовуються в традиційних CAES. Такий підхід набагато дешевший.

Тож замість того, щоб уявляти собі гладкі складні резервуари з повітрям під тиском, уявіть собі великі бетонні та сталеві резервуари, обтяжені клітинами, заповненими камінням. Вони були б занурені на глибину близько 200-700 метрів (650-2300 футів).

Кожен резервуар має водопроникні клапани, які наповнюють їх морською водою, принаймні на початку. Потім, коли енергію потрібно зберігати, компресор і генератор, що знаходяться поруч (на суші), подають повітря в резервуари через шланг під тиском близько 20-70 бар (290-1,015 фунтів на квадратний дюйм), залежно від глибини. Коли повітря потрапляє в резервуари, воно витісняє воду.

Потім, коли потрібно видобути енергію, повітря повертається вгору по шлангу, де воно живить систему рекуперації тепла, а потім турбодетандер, приводячи в дію генератор.

На морському дні резервуари знову наповнюються водою і чекають на подальше використання.

Вважається, що ця система, особливо резервуари, значно дешевша у виробництві, оскільки тиск морської води діє як стабілізатор.

“Резервуари спроєктовані таким чином, щоб витримувати навантаження, спричинені морським середовищем, а також стисненим повітрям і гідростатичним тиском води, як під час встановлення, так і в умовах експлуатації”, – пояснив представник компанії Jacobs, яка об’єдналася з BaroMar, для CleanTechnica.

Jacobs готує пілотний проєкт для нової системи, яка буде встановлена на Кіпрі, з метою досягнення ефективності в обох напрямках – сукупних втрат енергії, що додається та відбирається зі сховища енергії – близько 70 відсотків. Якщо цього буде досягнуто, це буде приблизно така ж ефективність, як у найбільшої в світі традиційної станції CAES в Китаї.

Однак цей пілотний проєкт на водній основі не зможе досягти рівня накопичення енергії на китайських станціях. Спочатку він буде зберігати близько 4 МВт/год (порівняно з потужністю 100 МВт, 400 МВт/год у Чжанцзякоу, Китай).

Незважаючи на обіцянки, попереду будуть виклики. Вони стосуються всього, що призначене для існування під водою протягом десятиліть, і вимагають детального техніко-економічного обґрунтування, геофізичних досліджень, геотехнологічних і батиметричних зйомок, щоб переконатися, що резервуари можуть бути побудовані і зможуть працювати на великих глибинах.

Проте, якщо заяви BaroMar є правильними, ця нова система буде надзвичайно привабливою для багатьох міст по всьому світу і може стати набагато дешевшим і легко масштабованим рішенням. Подивимось, як у них вийде.