Новые морские батареи могут обеспечить более дешевое хранение энергии

Фото из открытых источников

Компания по хранению энергии BaroMar готовится протестировать новый вид накопителя энергии на уровне сети, функционирование которого зависит от воды. Если это сработает, это будет более дешевый способ стабилизировать возобновляемую энергию в течение более длительных периодов времени. 

Мир постепенно движется к вариантам энергетики с нулевым выбросом углерода, но предстоящий путь не является простым. Чтобы достичь нулевых выбросов к 2050 году, около 80 процентов мировой электроэнергии должно будет поступать из таких источников, как солнечная и ветровая энергия. 

Некоторым перспектива перехода к сетям с нулевым выбросом углерода может показаться невозможной, но некоторые страны, такие как Португалия, Дания и Намибия, уже делают это. Однако, чтобы быть применимыми для всех, новые способы хранения и высвобождения энергии, производимой с помощью этих новых технологий, необходимо будет усовершенствовать, чтобы соответствовать спросу. Эти потребности будут различаться в зависимости от местоположения: некоторым может потребоваться почти постоянное снабжение, даже в пасмурные дни, в то время как у других могут наблюдаться пики и спады в течение дня. 

В то же время, энергию необходимо будет хранить на случай дождливых зимних дней или других сезонных спадов, когда энергия ветра может не компенсировать потерю солнечной энергии. 

Именно здесь может оказаться полезной новая альтернатива BaroMar — аккумулирование энергии на сжатом воздухе (CAES). 

Технология CAES существует уже около 40 лет и известна как довольно хороший и экономически эффективный способ хранения энергии и обеспечения стабильности сети. Традиционно этот процесс включает сжатие и хранение окружающего воздуха под давлением в подземных резервуарах, таких как пещеры или старые соляные шахты. Когда необходима энергия, ее можно высвободить с помощью турбин, которые приводят в действие генератор для ее восстановления.   

BaroMar считает, что их альтернативный подход может превзойти этот старый метод и сохранять энергию в течение длительного времени с использованием низкотехнологичного оборудования.

Ответ – вода. Компания планирует построить заводы вблизи береговой линии с выходом на большую глубину, давление которой заменит резервуары высокого давления, используемые в традиционных САЭС. Этот подход намного дешевле. 

Поэтому вместо того, чтобы представлять себе изящные и сложные резервуары со сжатым воздухом, представьте себе большие резервуары из бетона и стали, отягощенные клетками, наполненными камнями. Они будут погружены на глубину около 200–700 метров (650–2300 футов). 

В каждом резервуаре есть водопроницаемые клапаны, которые наполняют его морской водой, по крайней мере, для начала. Затем, когда необходимо накопить энергию, близлежащие компрессор и генератор (который находится на суше) подают воздух в резервуары через шланг под давлением около 20–70 бар, в зависимости от глубины. Когда воздух попадает в резервуары, он вытесняет воду. 

Затем, когда необходимо извлечь энергию, воздуху позволяют вернуться вверх по шлангу, где он питает систему тепловой рекуперации, а затем турбодетандер, приводящий в движение генератор. 

Вернувшись на морское дно, резервуары снова наполняются водой и ждут дальнейшего использования. 

Говорят, что производство этой системы, особенно резервуаров, значительно дешевле, поскольку давление морской воды действует как стабилизатор. 

«Резервуары спроектированы так, чтобы противостоять нагрузкам, создаваемым морской средой, а также сжатым воздухом и гидростатическим давлением воды как во время установки, так и в условиях эксплуатации», — пояснил CleanTechnica представитель компании Jacobs, которая объединилась с BaroMar.

Джейкобс готовит пилотный проект новой системы, которая будет установлена на Кипре, с целью достижения КПД в обоих направлениях – совокупные потери энергии, добавляемой и отбираемой из хранилища энергии, – около 70 процентов. Если это будет достигнуто, то ее эффективность будет примерно такой же, как у крупнейшей в мире традиционной станции CAES в Китае. 

Однако этот пилотный проект на водной основе не сможет достичь уровня энергии, запасаемой на китайских электростанциях. Первоначально она будет хранить около 4 МВтч (по сравнению с мощностью 100 МВт и мощностью 400 МВт/ч в Чжанцзякоу, Китай). 

Несмотря на обещания, впереди нас ждут проблемы. Они касаются всего, что предназначено для существования под водой в течение десятилетий, что требует обширных технико-экономических обоснований, геофизических исследований, а также геотехнологических и батиметрических исследований, чтобы убедиться, что резервуары могут быть построены и могут работать на больших глубинах. 

Тем не менее, если утверждения BaroMar верны, эта новая система будет чрезвычайно привлекательной для многих городов по всему миру и может представлять собой гораздо более дешевое и легко масштабируемое решение. Посмотрим, как они поведут себя.