Півмільйона будинків висвітлюються всю ніч завдяки сонячним панелям в ОАЕ.
Звучить як наукова фантастика. Насправді, це не так. Це просто інфраструктура.
Великий проект з очищення енергетики на Близькому Сході тепер об’єднує 5,2 гігавата сонячної потужності та величезну систему зберігання на 19 гігават-годин. Це найбільша у світі акумуляторна станція. Мета проста: тримати світло увімкненим, коли сонце сідає.
Але щоб побачити майбутнє накопичення енергії, не обов’язково дивитись на пустелі. Подивіться на свій годинник. Або на пісок. Або на людський піт.
Ми стоїмо на порозі енергетичного переходу, який не має нічого спільного з шаленою гонкою видобутку літію, кобальту та нікелю. Поточні лідери для енергомереж досягають своїх фізичних меж. Літій-іонні акумулятори зношуються. Вони деградують після кінцевого числа циклів заряджання. Крім того, вони залежать від критичних мінералів, які є шкідливими для навколишнього середовища і часто пов’язані з етично сумнівними трудовими практиками в уразливих спільнотах.
Інженери та вчені втомилися від цієї погоні. Вони виробляють альтернативи. Безстроковий термін служби. Перероблюваність. Велика кількість матеріалів.
Ось що справді працює, коли енергомережа стає перевантаженою.
Рідкоповітряні кріобатареї та промислове відродження
У Великому Манчестері, Великобританія, колишній вугільний завод знову дихає.
Це “Траффорд Гріан Кластер” (Trafford Green Cluster). І прямо там, де колись кіптява чорнило небо, компанія Highview Power будує те, що може стати хребтом локальної реіндустріалізації. Вони називають це «рідкоповітряною кріобатареєю».
Колишній мер Енді Бернем не стримувався у висловлюваннях. Він заявив, що це десятиліття — найцікавіше в історії графства з часів вікторіанської доби. Чи це хайп? Можливо. Але наука – це холодний та незаперечний факт.
Коли відновлюваних джерел енергії багато і дешеві, вони губляться марно, якщо їх неможливо накопичити. Highview використовує цю надмірну потужність для охолодження повітря до -196 градусів за Цельсієм. Повітря перетворюється на рідину. Цей процес зменшує обсяг повітря у 700 разів. Ви зберігаєте його у ізольованих резервуарах.
Пізніше, коли потрібна електрика, ви даєте змогу йому зігрітися. Рідке повітря швидко розширюється, перетворюючись назад на газ. Це обертання надає руху турбіну. Електрика надходить у мережу. Нуль викидів. Жодних газових електростанцій, що запускаються для заповнення прогалин.
Були затримки, як завжди буває з важким машинобудуванням. Але коли цей проект потужністю 50 мегават нарешті запуститься цього року, він забезпечить 300 мегават-годин зберігання енергії терміном на шість годин.
Це означає, що півмільйона будинків буде забезпечено енергією протягом шести годин поспіль.
Рідке повітря не просто зберігає енергію. Він акумулює сезони.
Розплавлена сіль для важкої промисловості
Відкиньте сонце на 7500 миль на захід від Манчестера до пустелі Невади, і температура змінюється.
На майданчику Crescent Dunes десять тисяч дзеркал фокусують сонячне світло на вежі. Усередині? Резервуар з розплавленою сіллю, що складається з нітратів калію та натрію. Температура досягає 560 градусів за Цельсієм (приблизно 1040 ° F).
Для цього не потрібні батареї. Вам потрібне лише збереження тепла.
Сіль залишається гарячою протягом 10 годин після заходу сонця. Коли потрібна електроенергія, це тепло кип’ятить воду, утворюючи пару. Пара обертає турбіну. Струм тече. Це механічне втілення накопичення енергії на розплавленій солі.
Але у розплавленої солі є й похмуріша спадщина. Це основне джерело енергії для сучасних керованих ракет. Ця зброя містить у собі власні резервні батареї, заповнені солями, які залишаються інертними до моменту запуску. Піротехнічне запалювання активує їх, миттєво вивільняючи енергію.
Ми привласнюємо цю надійність для миру, а не для війни.
У Данії, лідері у галузі вітроенергетики, ця ж технологія бореться з чимось складнішим, ніж нічне освітлення: з важкою промисловістю. Обезуглерожування виробництва – це кошмар. Але проект потужністю 1 гігават-година на розплавленій солі, представлений цього року, може накопичувати енергію вітру до двох тижнів. Солі нагріваються до 600 градусів за Цельсієм, а потім циркулюють через генератор. Пара високої температури подається прямо на заводські підлоги.
Ні горіння. Жодних компромісів.
Піщані батареї опалюють фінські міста
Якщо ви живете у Портаїні, на півдні Фінляндії, ви менше думаєте про вартість електроенергії і більше про те, щоб не замерзнути у лютому.
За останні кілька років місто тестувало радикальну ідею: нагрівання піску замість нафти.
Вони використовують близько 2000 тонн подрібненого мильного каменю. Цей матеріал добре зберігає тепло. Влітку електричні обігрівачі нагрівають пісок. Він накопичує 100 мегават-годин теплової енергії. Це звучить як багато, але для міста, якому потрібно опалювати школи та мерії, це керовано.
У розпал зими гаряче повітря проштовхується через стос піску. Пісок випромінює тепло. Будівля нагрівається.
Новий стос висотою 13 метрів і шириною 15 метрів. Вона вдесятеро більша за першу, побудовану в 2022 році.
Чому це важливо? Тому що це працює. Район планує повністю виключити нафту зі своєї місцевої системи опалення. Вони прагнуть скоротити використання тріски на 60%. Це величезний удар по місцевим викидам вуглецю з використанням фізики, яка коштує копійки.
Чиста енергія не обов’язково має бути складною. Вона має бути просто щільною.
Ферментативні паливні елементи та потові технології
Тепер найдивніше відкриття. Воно приходить із Університету науки Токіо.
Носить електроніка всюди. Розумні обручки, медичні пластирі, фітнес-трекери. Проблема в акумуляторі. Крихітні батареї означають громіздкі пристрої або щоденний ритуал заряджання. Більшість користувачів ненавидять щоденну зарядку.
А що якщо пристрій заряджав сам себе, поки ви рухаєтеся?
Японські дослідники розробляють тонкий пластир, що генерує електрику безпосередньо з вашого поту. Чи не побічно. * Безпосередньо *.
Він використовує ферментативний паливний осередок.
Коли ви тренуєтеся або просто гуляєте у вологому кліматі, ваше тіло виділяє піт. Піт містить лактат. Лактат містить хімічну енергію. Пластир уловлює ці сполуки. Вбудовані ферменти запускають біохімічну реакцію. Електрони течуть. Народжується електрика.
Жодних проводів. Жодного павербанку. Жодного зовнішнього джерела.
Теоретично, ви могли б носити це на зап’ясті вічно. Доки ви потієте. Це живить датчики, які стежать за вашим здоров’ям, перетворюючи тіло одночасно на користувача та електростанцію.
Це нішеве рішення? Безперечно.
Це є наступне frontier? Так.
Мережа майбутнього не виглядатиме як єдиний монолітний літій-іонний блок. Вона буде схожа на рідке повітря у колишньому вугільному заводі, сіль у пустелі, пісок на фінському шкільному майданчику та хімію на вашій руці.
Це складніше, ніж обіцянки літію. Але це реально.
