Гравитачна батерия. От Алпите, в Китай.
Швейцарска гравитационна батерия допринася за енергийния преход в Китай за разлика от лобиско-бюрократичния подход на Брюксел, който не допринася за нищо освен за увеличаване на корупцията и крайното неравенство.
Слънцето и вятърът произвеждат електроенергия дори когато нямаме нужда от нея. Как можем да предотвратим загубата му? Разработената в Швейцария гравитационна батерия съхранява възобновяемата енергия в тежки блокове – идея, която привлича интерес по целия свят, особено в Китай.
Това е внушителна сграда без врати и прозорци. Вътре има 3500 „тухли“ с тегло 25 тона. Система от асансьори и релси ги придвижва нагоре-надолу, като ги поставя една до друга в нещо, което прилича на модерен 3D тетрис. Това не е нова концепция за апартаменти, а батерия, която използва силата на гравитацията, за да съхранява и освобождава енергия. Първата батерия с тази технология е свързана към електрическата мрежа в китайския окръг Рудон, близо до Шанхай, в края на 2023 г. „Не сме си представяли, че първият ни завод ще бъде построен в Китай“, казва Робърт Пикони, главен изпълнителен директор на Energy Vault. Компанията за системи за съхранение на енергия е базирана в САЩ, но е разработила и тествала своя прототип в Швейцария.
В Китай, екологичният императив за ускоряване на декарбонизацията на страната, тъй като Китай е най-големият емитент в света, и настоящите енергийни политики предлагат неочаквани възможности за Energy Vault и нейните иновации. Вече се строят нови сгради за батерии. „Искаме да помогнем за решаването на климатичната криза“, казва Пикони.
Системите за съхранение на енергия са съществена част от енергийния преход. Батериите решават един от основните проблеми на производството на електроенергия от възобновяеми източници, а именно нестабилността. Това означава, че те позволяват излишната електроенергия, генерирана от слънцето или вятъра, да се съхранява и да се предоставя в моменти на повишено търсене (пикова енергия). Те могат също така да помогнат за стабилизирането на електрическите мрежи. Предизвикателството е да се произвеждат ефективни батерии, без да се изразходват суровини и редки метали. И, разбира се, при устойчиви разходи.
Тежести вместо вода
Батериите с тежести могат да съхраняват големи количества енергия. Те не се разрушават и капацитетът им не намалява с течение на времето, какъвто е случаят с електрохимичните батерии, използвани например в нашите смартфони или електрически коли. Гравитационните батерии се основават на същия принцип като водноелектрическите централи с помпена система за съхранение, каквато у нас единствено беше ПАВЕЦ Чаира. Според Международната асоциация по хидроенергетика те представляват над 94 % от инсталирания капацитет за съхранение на енергия в света.
Батерията на Energy Vault обаче не работи с вода, а с тежести. В този случай това са бетонни блокове или отпадъчни материали.
Когато слънцето или вятърът произвеждат повече електроенергия от необходимото, както е през лятото, излишната енергия захранва система, която повдига тежестите и ги поставя на горните етажи на сградата-батерия. Този процес превръща електрическата енергия в потенциална.
Когато електричеството е необходимо, блоковете се спускат на земята или на по-ниско ниво с контролирана скорост. По време на „падането“ те задвижват електрически генератори, които превръщат натрупаната потенциална енергия обратно в електрически ток. Компютърният софтуер, разработен от Energy Vault, който е в основата на иновацията, оптимизира механичния процес на вдигане и спускане на блоковете в зависимост от нуждите за електроенергия.
Първата търговска батерия на Energy Vault в Китай стои до вятърен парк. Капацитетът й за съхранение е 100 мегаватчаса (MWh). След като бъде „заредена“, тя може да захранва около 4600 електрически автомобила, които изминават 100 км.
„Революционна технология“ за Китай
Според Energy Vault батерията в Рудон е част от „пилотните проекти за демонстрация на ново съхранение на енергия“, определени от Националната енергийна администрация на Китай.
Заводът е изграден в сътрудничество с американската компания Atlas Renewable и с China Tianying, една от водещите компании в областта на изгарянето на отпадъци за производство на електроенергия. Компанията използва отпадъчни материали и въглищна пепел за направата на някои от блоковете на батериите. Тя е инвестирала 100 млн. долара (91 млн. швейцарски франка) в Energy Vault.
Ян Шенджун, президент на China Tianying, твърди, че „революционната технология“ на Energy Vault ще улесни преминаването от изкопаеми горива към слънчева и вятърна енергия и ще ускори енергийния преход в Китай. Китайските ръководители оценяват високо възможността за използване на местни суровини за изграждането на съоръжението и неговия живот от над 35 години.
Три такива батерии са в процес на изграждане в Китай, а още шест са в етап на планиране. Заедно те ще имат капацитет за съхранение от 3700 MWh.
По-големите инсталации ще намалят разходите, казва Робърт Пикони. Цената на бъдещите инсталации ще бъде поне с 30 % по-ниска от тази на първата батерия в Рудон (около 500 долара на киловатчас инсталиран капацитет за съхранение), казва той.
Надеждността все още предстои да бъде проверена г, смята Уенсуан Тон, изследовател в Института за изследване на интелигентните мрежи в Пекин, за да може гравитационната технология за съхранение на енергия да играе „решаваща роля“ за постигането на националните цели в областта на климата. Китай иска да достигне пик на емисиите през 2030 г. и неутралност по отношение на климата през 2060 г.
Батерията на Energy Vault може да бъде реализирана почти навсякъде. Тя не зависи от специфични географски или климатични условия. Енергийната ефективност, подобна на тази на помпено-акумулиращите водноелектрически централи (80-85%), и простотата на оборудването я правят рентабилна. Въпреки това той, икономическата ефективност на една мащабна централа и нейната съвместимост със съществуващата енергийна мрежа на Китай все още предстои да бъдат проверени. „Необходими са още изследвания и практика, за да се провери нейната ефективност и надеждност“.
Гравитационни батерии за средносрочно и дългосрочно съхранение на Energy Vault не са продукти на единствената компания, която използва гравитацията за съхранение и освобождаване на енергия. Други концепции използват наклонени равнини или подземни инсталации. Канадската компания Gravitricity, например, изгражда първия в света прототип на подземно гравитационно съхранение на енергия в изоставена мина във Финландия. Според Джулиан Хънт, изследовател в Международния институт за приложен системен анализ (IIASA) в Лаксенбург, Австрия, основното предимство на гравитационните батерии са ниските разходи за съхранение на енергия.
Недостатъкът обаче е сравнително високата цена на електроенергията, необходима за преместването на тежестта от едно ниво на друго. „По този начин има смисъл гравитационното съхранение да се прилага само за седмични, месечни или сезонни цикли на съхранение“, пише Хънт. За съхранение за по-малко от 12 часа електрохимичните батерии са по-практична и по-евтина алтернатива. Батерията Energy Vault в Китай работи на четиричасов цикъл. Това е функция, изисквана от властите и оператора на електрическата мрежа. Системата може да освобождава енергия и за по-дълъг период, но в този случай мощността ще бъде по-ниска.
Решение и за Европа?
Робърт Пикони е съгласен, че гравитационните батерии са по-подходящи за по-дълго време на зареждане и разреждане. Въпреки това търсенето на дългосрочно съхранение на енергия все още е малко. „То ще се увеличи, когато към мрежата бъдат свързани повече централи за възобновяема енергия“, прогнозира той. Главният изпълнителен директор на Energy Vault не гледа само към Китай. Проекти за съхранение на енергия вече се осъществяват в САЩ, Южна Африка и Австралия.
Гравитационната батерия би могла да бъде решение и в някои европейски страни, смята Пикони. Например в държави, които изграждат нови вятърни паркове или големи слънчеви електроцентрали, като Испания или Италия, дори България, където има колосално количество заявки за нови ВЕИ.
Или в тези, които изоставят ерата на въглищата и биха могли да използват отпадъците (пепелта) за направата на блокове от материал, който да бъде повдигнат. „Имам предвид Германия и източноевропейските държави (сред тях и България)“, казва той. Изглежда, че има достатъчно възможности, при условие че местното население не отхвърли сградите за батерии по естетически причини, както често се случва с планираните вятърни и слънчеви паркове.
Източник: SwissInfo
