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.
