A megújuló energiaforrások jelenthetnék a tökéletes megoldást a dekarbonizációban, ha az a fránya „ha” nem lenne ott. Nem mindig süt a Nap, fúj a szél, de még az árapály sem tud folyamatosan, kiszámítható mennyiségű energiát termelni, így a túltermelés és a túlfogyasztás hullámhegyeit, hullámvölgyeit valamilyen módon ki kell simítani, vagyis az átmeneti tárolást meg kell oldani. Jelen pillanatban ez nem is olyan egyszerű dolog, hiszen jószerivel csak az akkumulátoros megoldások látszanak. Ez részben lelombozó, mert a meglehetősen drága alapanyagok elérése is véges lehet, csakúgy, mint a cellák élettartama.
A zseniális megoldás ebben az esetben is, mint mindig, triviális. Csak fel kell tenni a kérdést, mi az, ami mindig, mindenhol, minden körülmények között rendelkezésre áll, és alkalmas a kitűzött cél elérésére? Már csak a választ kell megadni: a gravitáció.
Az alapkoncepció szerint az éppen fel nem használt megújuló energia segítségével egy torony vagy akna tetejére fel lehet egy súlyt húzni. Amikor a megújuló energiatermelés visszaesik, lassan le lehet engedni a súlyt, és a gravitáció segítségével áramot termelni, az emelőberendezéseket generátorokká alakítva.
Ennek hasznosítására már két komolyabb próbálkozásról is beszélhetünk. Korábbi lapszámunkban már szót ejtettünk az EnergyVault 20 emeletes tornyáról Svájcban, amely darukkal emeli a 33 tonnás betonblokkokat a magasba. Most vezeti be a vállalat az „EVx” rendszerét, amely több ezer súlyt tartalmaz egy kocsikomplexumon, hogy naponta 100 MWh energiát termeljen. Az EnergyVaultEVx rendszerére a világ számos országából érkezett már megrendelés, köztük Kínából is, ahol márciusban megkezdték a rendszer kiépítését. Egy, a közelmúltban bejelentett új louisianai projekt 200 MWh-s tároló kapacitást alkalmaz az EVx rendszer segítségével.
Eközben a Gravitricity kezdeti prototípusa egy 49 láb magas acéltoronyból áll, amely két 22,5 tonnás vas súlytemel fel egy villanymotor segítségével, majd lassan leengedi azokat, amellyel 250 kilowatt teljesítményt hoz létre. A vállalat tavaly nyáron fejezett be egy 250 kW-os demonstrációs projektet, amelyet az Innovate UK brit kormányzati finanszírozó 640 ezer fontos összeggel támogatott. Ebben a létesítményben egy torony megújuló energiával emeli meg a 150-1500 méteres aknában lévő tömeget, és az így „tárolt" villamos energiát a tömeg felszabadításával vezeti be a két áramfejlesztő forgatására.
A nagyobb projektekben használt tömeg 500 és 5000 tonna között lehet. A technológia állítólag gyorsabb reakcióidővel rendelkezik, mint a lítium-ionos tárolási technológia, és képes segíteni az 50 Hz-es villamosenergia-hálózatok stabilizálását azáltal, hogy kevesebb, mint egy másodperc alatt reagál a teljes energiaigényre.
Bebizonyosodott, hogy a rendszert úgy tudjuk irányítani, hogy meghosszabbítsuk bizonyos mechanikai alkatrészek, például az emelőkábel élettartamát – mondta Jill Macpherson, a Gravitricity vezető teszt- és szimulációs mérnöke a BBC-nek. „A rendszert úgy is terveztük, hogy az egyes alkatrészek könnyen cserélhetők legyenek, ahelyett, hogy az egész rendszert cserélnénk ki az egész élettartama alatt. Így valódi lehetőség van arra, hogy évtizedes működési élettartammal rendelkezzen.”
– A megújuló energia tárolásának alacsony költségű, hosszú élettartamú módjainak megtalálása kulcsfontosságú lesz a világszintű nettó nulla kibocsátáshoz vezető úton – mondta Charlie Blair, a Gravitricity ügyvezető igazgatója sajtóközleményében. Szerinte a több súlyból álló koncepció már bizonyított, igazolva a súlyrendszer hatékonyságát és azt, hogy „kevesebb, mint egy másodperc alatt képes teljes import- vagy exportteljesítményre felfutni.”
„A megvalósíthatósági tanulmány várhatóan 2022 végén fejeződik be, és biztosítja a szükséges információkat ahhoz, hogy közvetlenül ezután megkezdődhessen a teljes körű kereskedelmi prototípus több súlyú gravitációs energiatároló építése, feltéve, hogy a tervezési engedélyt és a szükséges forrásokat biztosítják”– áll a vállalat közleményében.
A Gravitricity egy úttörő projekten dolgozik a Yorkshire-i East Knapton közelében található Knapton Energy Parkban, amelynek célja az első „több súlyú” gravitációs energiatároló rendszer megtervezése és megépítése. A projekt demonstrálja a Gravitricity képességét olyan rendszerek telepítésére, amelyek több (egymás után, egyenletes teljesítmény mellett leeresztett) súlyt használnak új, kifejezetten erre a célra épített aknákban az energiatároláshoz és a hálózati kiegyenlítő szolgáltatások nyújtásához. A több súly használata révén a rendszer a rendszer megnövelt tömege révén jelentősen megnöveli az energiatárolási kapacitást, anélkül, hogy több összetett csörlőrendszerre lenne szükség. Ennek eredményeképpen a tárolás kiegyenlített költsége a rendszer növelésével egyre vonzóbbá válik.
A közelmúltban a Gravitricity azt is bejelentette, hogy fontolgatja gravitációs energiatároló rendszerének csehországi telepítését, ahol azt az ország morvaországi sziléziai régiójában, a használaton kívüli Staříč szénbányában építenék ki. A bánya hat mély fekvésű helyből áll, amelyek potenciálisan otthont adhatnak a tárolási megoldásnak. Azóta már a 4-8 MW-os egysúlyos projekthez alkalmaskonkrét helyszínek kiválasztásánál tartanak, ami akár két MWh energiatárolást fog biztosítani.
A jövőbeli több súlyú rendszerek kapacitása 25 MWh vagy annál is nagyobb lehet. A Staříč-bánya egy nagy szénmezőn belül fekszik, amely a határon túl Lengyelországba is átnyúlik, és egyike azon európai kontinentális helyszíneknek, amelyek bekerültek az előválogatottak közé. A végleges döntést a jövő év elején tervezik meghozni – és várhatóan meg is hozzák, mivel a projekt az Európai Beruházási Bank / EU Innovációs Alapja által nyújtott projektfejlesztési támogatásban részesül. Lengyelországban több mint 30 nemrégiben leállított bánya is található, és becslések szerint világszerte mintegy 14 ezer olyan bánya van, amely alkalmas lehet gravitációs energiatárolásra. Dél-Afrikában számos, világszerte elismert bányával állnak kapcsolatban, és az Innovate UK EnergyCatalyst programjának támogatását élvezik.
A londoni Imperial College által elvégzett elemzés szerint a rendszerük – amely akár 50 évig is működhet cikluskorlátozás vagy degradáció nélkül– a lítium-ion-akkumulátor költségének feléért képes energiát tárolni.Minden egység sokoldalú (lassan működhet kis teljesítményen vagy gyorsan nagy teljesítményen), 1 és 20 MW közötti csúcsteljesítmény előállítására konfigurálható, a teljesítmény időtartama pedig 15 perctől 8 óráig terjedhet. Például egy 10 MW-os, 25 MWh-s rendszer 2,5 órán keresztül teljes teljesítményt (10 MW), vagy 5 MW-ot 5órán keresztül, hatékonysága pedig megközelíti a 80 százalékos szintet.
A cég most éppen egy, a földalatti aknákban zöld hidrogént tároló rendszer kialakításán dolgozik.
(A cikk eredetileg a Zöld Ipar Magazin 2022. augusztusi számában jelent meg nyomtatásban.)
További hírek a kategóriából
