Pół miliona domów jest oświetlonych przez całą noc dzięki panelom słonecznym w Zjednoczonych Emiratach Arabskich.
Brzmi jak science-fiction. W rzeczywistości nie jest to prawdą. To tylko infrastruktura.
Duży projekt dotyczący energii oczyszczającej na Bliskim Wschodzie obejmuje obecnie 5,2 gigawatów energii słonecznej i ogromny system magazynowania o mocy 19 gigawatogodzin. To największa na świecie stacja akumulatorów. Cel jest prosty: pozostawić włączone światła, gdy zachodzi słońce.
Ale nie trzeba patrzeć na pustynie, aby zobaczyć przyszłość magazynowania energii. Spójrz na swój zegarek. Albo na piasku. Albo ludzki pot.
Jesteśmy u progu transformacji energetycznej, która nie ma nic wspólnego z szalonym pośpiechem wydobycia litu, kobaltu i niklu. Obecni liderzy sieci elektroenergetycznych osiągają swoje fizyczne granice. Baterie litowo-jonowe zużywają się. Ulegają degradacji po skończonej liczbie cykli ładowania. Ponadto są uzależnione od minerałów krytycznych, które są szkodliwe dla środowiska i często powiązane z wątpliwymi etycznie praktykami pracy w bezbronnych społecznościach.
Inżynierowie i naukowcy są zmęczeni tą pogonią. Tworzą alternatywy. Nieokreślony okres użytkowania. Przetwarzalność. Bogactwo materiałów.
To naprawdę działa, gdy sieć jest przeciążona.
Kriobaterie ciekło-powietrzne i renesans przemysłu
W Greater Manchester w Wielkiej Brytanii dawna elektrownia węglowa znów oddycha.
To jest Gromada Zielona Trafford. I dokładnie tam, gdzie niegdyś niebo pociemniała sadza, Highview Power buduje obiekt, który może stać się podstawą lokalnej reindustrializacji. Nazywają to „kriobaterią ciekłego powietrza”.
Były burmistrz Andy Burnham nie przebierał w słowach. Powiedział, że ta dekada była najbardziej ekscytująca w historii hrabstwa od epoki wiktoriańskiej. Czy to jest szum? Może. Ale nauka to zimny i twardy fakt.
Kiedy energia odnawialna jest dostępna w dużych ilościach i tania, marnuje się ją, jeśli nie można jej magazynować. Highview wykorzystuje tę nadwyżkę mocy do schłodzenia powietrza do -196 stopni Celsjusza. Powietrze zamienia się w ciecz. Proces ten zmniejsza objętość powietrza 700 razy. Przechowujesz go w izolowanych zbiornikach.
Później, gdy potrzebny jest prąd, pozwalasz mu się rozgrzać. Ciekłe powietrze szybko się rozszerza, zamieniając się z powrotem w gaz. Ten obrót napędza turbinę. Energia elektryczna wchodzi do sieci. Zerowa emisja. Nie uruchamia się elektrowni gazowych, które mogłyby wypełnić luki.
Wystąpiły opóźnienia, jak to zawsze bywa w przypadku ciężkiej inżynierii. Kiedy jednak w tym roku projekt o mocy 50 MW wreszcie zostanie uruchomiony, zapewni on magazynowanie energii o mocy 300 MW przez sześć godzin.
Oznacza to, że pół miliona domów będzie zasilanych energią przez sześć godzin bez przerwy.
Ciekłe powietrze nie tylko magazynuje energię. Kumuluje pory roku.
Stopiona sól dla przemysłu ciężkiego
Rzuć słońce 7500 mil na zachód, z Manchesteru na pustynię Nevada, a temperatura się zmieni.
W Crescent Dunes dziesięć tysięcy luster skupia światło słoneczne na wieży. Wewnątrz? Zbiornik stopionej soli składającej się z azotanów potasu i sodu. Temperatury osiągają 560 stopni Celsjusza (około 1040 °F).
Nie wymaga to baterii. Musisz się tylko ogrzać.
Sól pozostaje gorąca przez 10 godzin po zachodzie słońca. Kiedy potrzebna jest energia elektryczna, ciepło to gotuje wodę, tworząc parę. Para obraca turbinę. Prąd płynie. Jest to najbardziej mechaniczna postać magazynowania energii w stopionej soli.
Ale stopiona sól ma także mroczniejszą spuściznę. Jest to główne źródło energii dla nowoczesnych rakiet kierowanych. Broń ta ma własne akumulatory zapasowe wypełnione solami, które pozostają obojętne do momentu oddania strzału. Zapłon pirotechniczny aktywuje je, natychmiast uwalniając energię.
Przywłaszczamy tę niezawodność do utrzymywania pokoju, a nie do wojny.
W Danii, liderze w dziedzinie energii wiatrowej, ta sama technologia zmaga się z czymś większym niż oświetlenie nocne: przemysłem ciężkim. Dekarbonizacja produkcji to koszmar. Jednak zaprezentowany w tym roku projekt dotyczący stopionej soli o mocy 1 gigawatogodziny może magazynować energię wiatrową przez okres do dwóch tygodni. Sole podgrzewa się do temperatury 600 stopni Celsjusza, a następnie przepuszcza przez generator. Para o wysokiej temperaturze dostarczana jest bezpośrednio na hale produkcyjne.
Żadnego spalania. Żadnych kompromisów.
Baterie piaskowe ogrzewają fińskie miasta
Jeśli mieszkasz w Portain na południu Finlandii, mniej myślisz o kosztach prądu, a bardziej o tym, jak zachować ciepło w lutym.
Miasto od kilku lat testuje radykalny pomysł: podgrzewanie piasku zamiast oleju.
Zużywają około 2000 ton zmielonego steatytu. Materiał ten doskonale zatrzymuje ciepło. Latem piasek podgrzewają grzejniki elektryczne. Magazynuje 100 megawatogodzin energii cieplnej. Wydaje się, że to dużo, ale dla miasta, które musi ogrzewać szkoły i ratusze, jest to wykonalne.
W środku zimy gorące powietrze jest wtłaczane przez stertę piasku. Piasek emituje ciepło. Budynek się nagrzewa.
Nowy komin ma 13 metrów wysokości i 15 metrów szerokości. Jest dziesięć razy większy od pierwszego, wybudowanego w 2022 roku.
Dlaczego to jest ważne? Ponieważ to działa. Gmina planuje całkowite wyeliminowanie ropy naftowej z lokalnego systemu ciepłowniczego. Ich celem jest zmniejszenie zużycia zrębków drzewnych o 60%. To ogromny cios dla lokalnych emisji dwutlenku węgla przy użyciu fizyki, która kosztuje grosze.
Czysta energia nie musi być skomplikowana. Powinno być po prostu ciasno.
Enzymatyczne ogniwa paliwowe i technologie potowe
Teraz następuje najdziwniejsze odkrycie. Pochodzi z Uniwersytetu Naukowego w Tokio.
Elektronika ubieralna jest wszędzie. Inteligentne pierścienie, plastry medyczne, trackery fitness. Problemem jest bateria. Małe baterie oznaczają nieporęczne urządzenia lub codzienny rytuał ładowania. Większość użytkowników nie znosi codziennego ładowania.
Co by było, gdyby urządzenie samo się naładowało, gdy się poruszałeś?
Japońscy naukowcy opracowują cienki plaster, który generuje energię elektryczną bezpośrednio z potu. Nie pośrednio. Bezpośrednio.
Wykorzystuje enzymatyczne ogniwo paliwowe.
Kiedy ćwiczysz lub po prostu spacerujesz w wilgotnym klimacie, Twoje ciało wytwarza pot. Pot zawiera mleczan. Mleczan zawiera energię chemiczną. Plaster zatrzymuje te związki. Wbudowane enzymy wywołują reakcję biochemiczną. Przepływ elektronów. Rodzi się elektryczność.
Żadnych przewodów. Brak powerbanku. Brak źródła zewnętrznego.
Teoretycznie możesz nosić to na nadgarstku na zawsze. Tak długo jak się pocisz. To zasila czujniki monitorujące Twoje zdrowie, zamieniając Twoje ciało zarówno w użytkownika, jak i w elektrownię.
Czy jest to rozwiązanie niszowe? Niewątpliwie.
Czy to kolejna granica? Również tak.
Sieć przyszłości nie będzie wyglądać jak pojedynczy monolityczny blok litowo-jonowy. Będzie jak płynne powietrze w byłej elektrowni węglowej, sól na pustyni, piasek na fińskim boisku szkolnym i chemikalia na dłoni.
To bardziej skomplikowane niż obietnice litu. Ale to jest prawdziwe.
