В Калифорнии появятся два новых хранилища энергии сжатого воздуха, каждое из которых претендует на звание крупнейшей в мире системы хранения энергии, не связанной с гидроэнергетикой. Установки, разработанные Hydrostor, будут иметь мощность 500 МВт и способны хранить 4 ГВтч энергии.
По мере того, как мир переходит на возобновляемые источники энергии, хранение в масштабе сети становится все более важным. Для достижения нулевого уровня выбросов углерода потребуется лоскутное одеяло технологий для сглаживания непредсказуемых и неудобных кривых выработки электроэнергии с гидроаккумулятором, огромными литий-ионными батареями , резервуарами, заполненными расплавленной солью или кремнием , термоблоками или тяжелыми блоками, сложенными в башни. или подвешен в шахтах все в смеси.
На гидроаккумулирующие установки приходится около 95 процентов мировых запасов энергии в сети, а электростанции гигаваттной мощности эксплуатируются с 1980-х годов. Проблема в том, что нужен конкретный тип места и ошеломляющее количество бетона для строительства гидроаккумулирующей гидроэлектростанции, которая работает против цели достижения чистого нуля. Гниющая растительность, застрявшая в плотинах, также способствует выбросам парниковых газов. Между тем, самые большие мегабатареи, построенные на данный момент, имеют мощность только 200 МВт / МВтч, хотя планируются установки мощностью более 1 ГВт.
Еще одна технология, которая используется на протяжении десятилетий, — это накопитель энергии на сжатом воздухе (CAES), который может хранить энергию в масштабе сети и считается надежным, как гидроаккумулятор, без тех же ограничений в отношении того, где вы можете его построить. Завод Макинтоша, который работает в Алабаме с 1991 года, до сих пор остается одним из крупнейших в мире аккумуляторов энергии с мощностью 110 МВт и 2,86 ГВтч.
Тем не менее, новые мощности Hydrostor завоевывают титул, обеспечивая почти вдвое большую вместимость. Они будут работать на обновленной версии технологии, которая называется усовершенствованным накопителем энергии на сжатом воздухе (A-CAES).
A-CAES использует излишки электроэнергии из сети или возобновляемых источников для работы воздушного компрессора. Затем сжатый воздух хранится в большом подземном резервуаре до тех пор, пока не понадобится энергия, после чего он выпускается через турбину для выработки электроэнергии, которая возвращается в сеть.
Вместо того, чтобы отводить тепло, выделяемое при сжатии воздуха, система Hydrostor улавливает это тепло и сохраняет его в отдельном резервуаре для хранения тепла, а затем использует его для повторного нагрева воздуха по мере его поступления в ступень турбины, что увеличивает эффективность системы. . Это могло оказаться ключевым; Системы хранения сжатого воздуха обычно предлагают КПД в оба конца от 40 до 52 процентов, а Quartz сообщает о более чем 60 процентах для этой системы .
В системе Hydrostor A-CAES также используется резервуар с замкнутым контуром для поддержания постоянного давления в системе во время работы. Камера хранения частично заполнена водой, и по мере того, как сжатый воздух подается по трубопроводу, вода нагнетается в отдельный компенсационный резервуар. Позже, когда воздух необходим, вода закачивается обратно в камеру хранения воздуха, выталкивая воздух в сторону турбины.
Пилотная установка передового накопителя энергии сжатого воздуха (A-CAES) Hydrostor в Онтарио, Канада. Hydrostor
Hydrostor заявляет, что две системы A-CAES будут хранить до 10 ГВт-ч энергии, обеспечивая от восьми до 12 часов энергии при полном разряде с почти максимальной скоростью. Этот вид среднесрочного накопления энергии имеет решающее значение для перехода на возобновляемые источники энергии, а срок эксплуатации оборудования должен составлять более 50 лет.
Такой превосходный срок службы может существенно повлиять на уравнение затрат по сравнению с заводами по производству литиевых батарей, которые планируются и устанавливаются с возрастающей скоростью по всему миру. Литиевые батареи будут лучше с точки зрения немедленного реагирования на спрос, а их эффективность в оба конца превосходна — около 90 процентов, но у них есть определенный срок службы даже при разумном управлении, и их элементы будут нуждаться в регулярной замене.
По данным Quartz, стоимость одного киловатт-часа хранилища у Hydrostor будет примерно такой же, как у газовых станций или аккумуляторных батарей . Но при увеличении емкости они масштабируются намного дешевле, чем батареи, и, хотя компрессоры будут обслуживать больше, чем батареи, можно предположить, что стоимость замены аккумуляторных элементов в долгосрочной перспективе будет выше. Достаточно высоки, чтобы оправдать потери энергии? Рынок определит ответ в ближайшее время.