Хранение энергии в жидком воздухе: батарея электросети, использующая обычный старый окружающий воздух

Jun 23, 2023

Что приходит на ум, когда вы думаете о возобновляемых источниках энергии? Мы рискнем предположить, что ветровая и солнечная энергия, вероятно, находятся в верхней части списка. И да, ветер и солнечная энергия хороши, пока ветер попутный и светит солнце. Но как насчет всех этих коротких и мрачных зимних дней? Дождливые дни? Ночное время?

Неблагоприятные условия означают, что хранение является важной частью любого жизнеспособного решения, использующего возобновляемые источники энергии. Либо сама энергия должна храниться, либо средства для производства энергии по требованию должны быть сохранены.

Один из возможных ответов все время был у нас под носом — воздух. Обычный старый окружающий воздух можно охладить и сжать в жидкость, хранить в резервуарах, а затем повторно нагреть до газообразного состояния для совершения работы.

Эта технология называется криогенным хранилищем энергии (CES) или хранилищем энергии жидкого воздуха (LAES). Это довольно новая энергетическая схема, которая была впервые разработана десять лет назад британским изобретателем Питером Дирманом в качестве автомобильного двигателя. Совсем недавно эта технология была переосмыслена как хранилище электроэнергии.

Британская коммунальная компания Highview Power внедрила эту технологию и испытывает ее по всему миру. Они только что начали строительство крупнейшего в мире завода по производству жидковоздушных аккумуляторов, который будет использовать внепиковую энергию для зарядки ожижителя окружающего воздуха, а затем хранить жидкий воздух, регазифицируя его по мере необходимости для выработки электроэнергии с помощью турбины. Турбина будет использоваться только для выработки электроэнергии во время пикового использования. Сам по себе процесс LAES не очень эффективен, но система компенсирует это, улавливая отходящее тепло и холод от процесса и повторно используя его. Самым большим преимуществом является то, что единственным выхлопом является простой, пригодный для дыхания воздух.

Так называемая гигаэлектростанция строится недалеко от Манчестера, Великобритания, и должна быть завершена к 2022 году. Она сможет обеспечивать электроэнергией почти 200 000 домов в течение пяти часов подряд, даже если все они включат свои чайники, как только начнутся кредиты. Улица Коронации. Эта электростанция будет иметь емкость хранения 250 МВтч, что почти вдвое больше, чем у Hornsdale Power Reserve — это химическая батарея, которую Тесла установил в Южной Австралии в прошлом году после того, как особенно хаотичный шторм вывел из строя почти 2 миллиона человек.

ЛАЭС имеет много положительных сторон по сравнению с другими возобновляемыми источниками энергии. Некоторые существующие схемы зеленой энергетики предъявляют высокие требования к хранению энергии — например, для гидроэлектростанций требуется гора. Точно так же вы можете хранить энергию в куче гравия, но вам понадобится довольно большая куча гравия. Установки жидкого воздуха изначально занимают небольшую площадь, но они также являются модульными, поэтому их можно штабелировать для большей производительности. Их также можно использовать в сочетании с другими компонентами, такими как пиковые установки, которые работают только в периоды высокого спроса.

В свете недавней волны тепла в Сибири приятно видеть подобные крупномасштабные проекты в области возобновляемых источников энергии. У Highview Power есть и другие проекты в Великобритании, Европе и США, так что, возможно, когда-нибудь мы сможем совершить экскурсию. Пока вы ждете эту рецензию, посмотрите анимированный обзор завода LAES ниже.