|
Ученые превращают Землю в гигантскую батарею
|
|
|
|
Земля переполнена возобновляемыми источниками энергии. Мощные волны бьются о береговые линии, порывистые ветры проносятся над обширными равнинами, внутреннее тепло планеты бурлит у нас под ногами, а солнечный свет освещает всех нас. За последние несколько десятилетий ученые и инженеры значительно улучшили наши возможности по преобразованию этих источников энергии в пригодные для использования электроны. Но это только первый шаг — следующим шагом является поиск способа их хранения.
|
|
|
|
К счастью, у нас есть варианты, и главный из них - литий-ионный аккумулятор. Хотя эти аккумуляторы обладают впечатляющей производительностью в оба конца, что говорит о том, насколько эффективно технология накапливает и затем распределяет энергию, литий-ионные аккумуляторы полезны только для покрытия кратковременных сбоев в работе в течение дня, которые могут повлиять на работу электросети. Чтобы наше будущее, связанное с возобновляемыми источниками энергии, обеспечивало нас надежной энергией, энергосистеме также необходимы технологии, способные накапливать энергию в течение нескольких месяцев подряд.
|
|
|
|
Чтобы обеспечить такое долговременное хранение, инженеры по "зеленой" энергетике использовали проверенную десятилетиями технологию, известную как гидроэнергетика с насосом. Проще говоря, в этом процессе используются электродвигатели для перекачки воды вверх по склону, когда энергии много, а когда энергия необходима, она течет вниз мимо турбины, которая вырабатывает электричество. Это простая и элегантная система, и, по данным CleanTechnica, на ее долю приходится 95% долгосрочных хранилищ в США. Однако насосные хранилища не идеальны - они требуют значительных первоначальных затрат, могут потреблять много воды и могут быть ограничены географически.
|
|
|
|
|
|
|
Техасская компания Quidnet использует идею гидроаккумулирования и переворачивает ее с ног на голову - в буквальном смысле. Этот процесс, называемый “геохимическим накоплением энергии”, заключается в том, что вода закачивается в непроницаемую породу в недрах Земли и хранится там под давлением. При высвобождении вода устремляется вверх, приводя в действие турбину и высвобождая энергию.
|
|
|
|
“Вода в системе GES, за вычетом того, что теряется при испарении, используется снова и снова в системе с замкнутым циклом”, - говорится на веб-сайте Quidnet. “Из-за более высокого рабочего давления и, следовательно, плотности энергии процесса GES объем воды, циркулирующей в процессе GES, составляет лишь малую долю от объема воды, циркулирующей в обычном гидроаккумулирующем устройстве с насосом”.
|
|
|
|
В 2019 году Quidnet получила финансирование от Министерства энергетики США на разработку технологий GES для коммерческого использования. В 2024 году они также получили 10 миллионов долларов от нефтегазовой компании Hunt Energy Network, отчасти потому, что Quidnet использует “ту же цепочку поставок и ту же рабочую силу” для создания систем GES, просто с разными слоями породы. В феврале 2025 года компания объявила, что успешно протестировала и продемонстрировала технологию в масштабе мегаватт-часов, а четыре месяца спустя они объявили, что запасали энергию в течение шести месяцев без каких-либо потерь.
|
|
|
|
Это не означает, что эффективность работы GES в оба конца составляет 100 процентов (даже литий-ионные аккумуляторы не могут достичь такого результата). В беседе с MIT Technology Review генеральный директор Quidnet Джо Чжоу (Joe Zhou) подсчитал, что максимальная эффективность новой системы может составить 65 процентов, в то время как текущая система, вероятно, работает на уровне около 50 процентов. Однако коммерческий режим длительного хранения отличается от кратковременного, в котором используются литий-ионные и (все чаще) железо-воздушные аккумуляторы, поэтому более низкая эффективность по-прежнему полезна.
|
|
|
|
С более широким внедрением долгосрочных накопителей энергии сеть возобновляемых источников энергии будет более устойчивой к различным климатическим катаклизмам, которые только усиливаются (как по частоте, так и по серьезности) из-за антропогенного изменения климата. Quidnet надеется, что к следующему году будет запущен проект GES с техасской коммунальной службой.
|
|
|
|
Источник
|
