Как съхранението на сгъстен въздух може да даде възобновяеми източници енергия тласък

Тази инсталация с недиабатен сгъстен въздух с мощност 110 MW в Макинтош, Алабама, работи от 1991 г.Увеличи / Тази инсталация с недиабатичен сгъстен въздух 110 MW в McIntosh, Алабама, работи от 1991 г. Power South

Декарбонизирането на световните електрически мрежи няма да бъде лесно задача, но тя е необходима, ако ще смекчим някои от най-лошите ефекти от изменението на климата. От вятъра и слънчевата енергия захранването е прекъсващо, част от декарбонизирането на мрежата ще включва съхраняване на възобновяема енергия за използване, когато Слънцето не свети и вятърът не духа.

Допълнителна информация

Ето най-добрите идеи на човечеството как да съхранява енергия Ежедневното съхранение ще покрие пропуските, когато вятърът отслабва или Слънцето залязва на мрежи с повече от 80 процента възобновяема енергия вие също ще искате междусезонно съхранение. Това е така, защото слънцето и вятърът са сезонни, а търсенето на енергия също е сезонни – хората използват много повече енергия през зимата, отколкото през пролетта, защото навън е по-тъмно и студено.

Изследователи от университета в Единбург и университета от Strathclyde смятат, че една потенциална стъпка към сезонните съхранението трябва да включва идентифициране на голям подземен физиологичен разтвор водоносни хоризонти, където енергията може да се съхранява като сгъстен въздух. физиологичен разтвор водоносните хоризонти обикновено се намират под вода; сгъстеният въздух ще изместете част от водата, която може да бъде изхвърлена, тъй като не е така питейна.

Масивни резервоари от сгъстен въздух могат да се справят с междусезонни пропуски, с които могат да се справят мрежите с високо възобновяеми източници. Изследователите предполагат система, в която има излишна възобновяема енергия използва се за компресиране на въздух и изпомпването му във физиологичен водонос курсът от няколко месеца. След това, когато е необходимо през зимата, въздухът се връща и разширява, захранвайки турбина, която връща електричеството обратно към мрежата.

Цикълът е сравним с това колко региони се съхраняват и използват природен газ. Тоест, излишъкът от природен газ се изпомпва в подземното пространство пещери за съхранение, където седи няколко месеца. През зимата, кога газ е необходим за отопление на домовете, тези магазини са източени. Най- Разликата тук е, че съхраняваната енергия не е химическа.

Изследователите използваха съществуващото геологично картографиране, което беше проведено около Обединеното кралство, за да се намерят потенциални площи за съхранение за въглероден диоксид (CO2), но техният метод за проверка могат да се прилагат геоложки хранилища за съхранение на сгъстен въздух до подводни географии по целия свят.

Те откриха, че най-малко 77 до 96 терават-часа (TWh) от електричеството може да се съхранява във водоносни хоризонти край бреговата линия на Великобритания. (Това е приблизително 160 процента от потреблението на електроенергия във Великобритания в Януари и февруари 2017 г., така комбинирани с други форми на ток, би било повече от достатъчно за типичен зима.)

Несъвършено решение

Въпреки здравата теоретична основа за разработване на масивна подводни кладенци за съхранение на сгъстен въздух, изследователите признайте, че това е несъвършено решение за нашето съхранение на енергия проблеми.

За едно е скъпо. Изследователите оценяват, че съхраняването сгъстен въздух във физиологичните водоносни хоризонти ще струва в рамките на 0,42 долара до 4,71 долара за киловатчас (кВтч).

За сравнение, Lazard’s 2018 Levelized Cost of Storage доклад (PDF) установи, че високата цена на литий-йон батерии за съхранение на енергия на едро е около $ 298 / MWh, или около $ 0.30 / кВтч. Разбира се, повечето литиево-йонни батерии от полезен клас световните мрежи днес са насочени към краткотрайна честота отклик на други приложения като продължителни схеми за съхранение на сгъстен въздух. Малко по-висока цена, дългосрочните схеми за съхранение на енергия могат да бъдат приложими, ако правителствата започнете да налагате все повече и повече възобновяема енергия в мрежата.

Друг проблем при тази схема е този, който не е въглероден съхранението на енергия от сгъстен въздух все още не е доказано в търговската мрежа. Кога конвенционалните системи за сгъстен въздух трябва да разширят съхранените сгъстен въздух, за да поставят допълнителна енергия върху мрежата, те го правят загряване на въздуха чрез изгаряне на изкопаеми горива. Много авангардни системите за сгъстен въздух могат да бъдат неутрални от въглерод чрез рециклиране на топлината който се отстранява от въздуха, когато е компресиран, но тези така наречените „модерни адиабатни системи за сгъстен въздух“ съществуват само като пилотни проекти и мащабни изпитвания, за разлика от конвенционалните системи за сгъстен въздух, които се използват от десетилетия.

Дори ако това включва загряване на въздуха с изкопаеми горива, акумулирането на сгъстен въздух отделя по-малко въглерод на kWh от работи с инсталация за природен газ (и в момента много мрежи, особено в САЩ, използвайте бързо стартиращи инсталации за природен газ за допълване на прекъсване на възобновяемите енергийни източници, така че обменът на този за сгъстен въздух съхранението на енергия е аванс в правилната посока). конвенционален съхранението на енергия от сгъстен въздух отделя приблизително 228 g CO2 на kWh, което е „по-малко от 388 грама CO2 за kWh, отчетен за газовите турбини с комбиниран цикъл използвани в газовите централи “, отбелязва хартията.

Засега дори е конвенционалното съхранение на енергия от сгъстен въздух доста рядко; има само две търговски съоръжения за сгъстен въздух в момента действа: един в мрежата в Германия и един в Алабама. В своя труд изследователите пишат, че 8TWh потенциал Съхранение на сгъстен въздух може да бъде изградено във Великобритания на сушата, в солни пещери. Използването на тези морски пещери за сгъстен въздух би струва само част от това, което би струвало изграждането на сгъстен въздух съхранение във физиологични водоносни хоризонти. Поради тази причина изследователите препоръчайте първоначално съоръженията за сгъстен въздух ” разработен на сушата за подобряване на технологията и намаляване на експлоатационните условия разходи “.

DOI: Nature Energy, 2019. https://doi.org/10.1038/s41560-018-0311-0 (Относно DOI).

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: