Te-ai întrebat vreodată de ce există atât de puține opriri în Statele Unite? Aceasta se reduce efectiv la aceasta: centralele electrice creează întotdeauna mai multă energie decât cer oamenii.
Continut Asemanator
- Încărcarea înainte: viitorul bateriilor
- Cinci întrebări pe care ar trebui să le aveți despre noua Baterie Tesla-Powered din California
De îndată ce este produsă energie electrică, electronii curg prin liniile electrice către case, întreprinderi, școli și spitale - oriunde este solicitat. Se realizează mai multă energie electrică decât operatorii rețelei se așteaptă să consumi, astfel încât atunci când dai un comutator, o lumină se aprinde.
Indiferent dacă porniți efectiv luminile, centralele electrice își păstrează turbinele învârtite, gata să trimită energie la rețea la un moment dat.
Această problemă a excesului de capacitate generatoare de energie este mai gravă noaptea, când cererea este foarte mică, iar disparitatea dintre cantitatea de energie necesară și disponibilă este cu atât mai mare. Acest lucru descurajează utilizarea unor surse regenerabile, în special energia eoliană, care funcționează mai ales noaptea când vânturile sunt cele mai puternice (și când oamenii consumă mai puțină energie electrică). Pe scurt, o cantitate mare de electricitate și, mai important, electricitate curată, este produsă la un moment nepotrivit.
Acolo intervine stocarea de energie. Stocarea energiei atunci când este făcută și eliberarea ei atunci când este nevoie ajută la menținerea încrederii rețelei și deschide calea către introducerea de energie regenerabilă intermitentă, precum eoliană și solară.
Companiile de energie și tehnologie lucrează de ani de zile pentru a rezolva nepotrivirea ofertei / cererii, iar bateriile au apărut drept principalul pretendent pentru stocarea energiei electrice. Tesla Inc., de exemplu, a investit peste 600 de milioane de dolari în Gigafactory-ul său din Nevada pentru a produce cantități în masă de baterii cu ioni de litiu.
Dar o companie electrică din Alabama a găsit un loc diferit pentru a pune cantități mari de exces de energie - în peșterile cu sare. La jumătate de mile subteran, o cavernă cu sare care ar putea să se potrivească cu statuia Libertății deține cea mai utilă resursă a companiei Power South Energy Cooperative: aerul.
Timp de 25 de ani, cooperativa stăpânește arta și știința comprimării aerului, stocându-l într-o cavernă de sare de sub pământ și folosindu-l pentru a produce energie electrică. Centrala electrică McIntosh din McIntosh, Alabama, este singura instalație de stocare a energiei comprimate a aerului comprimat (CAES) la scară de utilitate din Statele Unite, și una dintre cele doar o mână din lume.
Noaptea, în timp ce dormiți și aparatele tale se odihnesc, instalația folosește excesul de electricitate din rețea pentru a comprima aerul și a-l pompa subteran într-o cavernă cu sare etanșă.
"Sarea este un mecanism de depozitare frumos", spune managerul uzinei McIntosh, Lee Davis.
Acest lucru se datorează faptului că peșterile oferă spații mari, impermeabile. Aerul comprimat rămâne comprimat, iar oxigenul din aer nu reacționează cu sarea.
Acolo, aerul este depozitat la presiuni între 650 și 1058 PSI, aproximativ o zecime din presiunea unui puț de ulei de înaltă presiune.
Atunci când oamenii solicită energie în timpul zilei, aerul este eliberat într-o unitate de gaz natural la fața locului, unde este încălzit cu gaz natural, arde și produce un flux de gaz și mai fierbinte, care transformă o turbină și produce energie electrică.
De sus, instalația McIntosh arată ca o centrală standard de gaze naturale, dar direct la jumătate de mile sub suprafață se află un mecanism unic de stocare a energiei. (Cooperativă de energie în sudul energiei) Aerul comprimat este un ingredient cheie în producerea de energie electrică la toate instalațiile pe gaz; este componenta critică care face gazul să ardă, producând fluxul de gaz care învârte turbina. La uzinele obișnuite de gaze naturale, producerea de aer comprimat este cea mai mare parte din consumul de energie - mai mult de jumătate din energia generată de turbină este pur și simplu readusă în sistem pentru a comprima aerul.
Dar instalația CAI McIntosh este capabilă să comprimeze aerul independent de procesul de producție a energiei electrice, atunci când este cel mai economic să facă acest lucru, deoarece are un loc unde să îl depoziteze - salina. Instalația are suficient aer depozitat pentru a ajuta o turbină de 110 megawati să genereze energie timp de 26 de ore, alimentând până la 110.000 de locuințe.
Prin comprimarea aerului noaptea, când electricitatea este ieftină și abundentă, în loc să utilizeze puterea turbinei pentru compresie, instalația folosește mai puțin gaz natural pentru a produce aceeași cantitate de electricitate. De asemenea, permite utilizarea surselor curate de electricitate pentru compresie.
În timp ce instalația McIntosh nu funcționează în prezent direct în tandem cu nici o instalație regenerabilă, cu siguranță ar putea, și aceasta este ideea cheie. Energia electrică folosită pentru comprimarea aerului ar putea fi produsă de turbinele eoliene, așa cum este planificat pentru The Bethel Energy Center din West Texas. Apex CAES LLC a strâns 100 de milioane de dolari pentru Centru, care, dacă ar fi dezvoltat, ar fi o instalație CAES de sare cuplată cu eoliana. Centrul intenționează să folosească noaptea energia electrică produsă de turbinele eoliene pentru a comprima aerul și să alimenteze aerul într-o turbină pe gaz în timpul zilei.
Având în vedere că instalațiile de gaze naturale sunt în creștere în toată țara, stocarea energiei cu aer comprimat oferă o modalitate de integrare a surselor regenerabile și în cele din urmă arde mai puțin gaz.
Cu toate acestea, aerul comprimat nu este un panaceu. În timp ce instalațiile de gaze naturale sunt relativ ieftine pentru construirea și funcționarea, prețul scăzut al gazelor naturale înseamnă, de asemenea, că există un stimulent mai puțin pentru a explora alternative la instalații sau pentru a instala opțiuni care economisesc gaz.
Având în vedere costul scăzut al gazelor naturale și riscul implicat de implementarea unei tehnologii relativ noi, care are puține proiecte la numele său, este greu să creăm numerele pentru CAES. Proiectul Bethel Energy Center este în curs de dezvoltare încă din 2011 și încă a strâns 400 milioane de dolari suplimentari în capitalul necesar.
„Ceva nou și diferit nu este ușor să cobori din pământ”, spune Apex CAES COO Stephen Naeve.
Alte proiecte de testare au eșuat din cauza costului ridicat de dezvoltare - de la costul eliminării saramurii create în timpul procesului minier până la riscul de a explora locații care se pot dovedi inadecvate din punct de vedere geologic. În ceea ce privește concurența de stocare, bateriile sunt, în multe moduri, mai flexibile, deoarece pot fi situate mai aproape de locul în care este cererea de energie, deși, potrivit Apex, bateriile sunt (cel puțin deocamdată) semnificativ mai scumpe pe termen lung.
Însă, Power South Energy Cooperative s-ar bucura în continuare de a vorbi de sare cu alți aliați CAES. Într-adevăr, instalația McIntosh a atras vizitatori din California, Utah, New York și Idaho.
Dacă sarea este o modalitate de a face instalațiile pe gaz mai eficiente și de a utiliza surse regenerabile, atunci treceți sare, vă rog.
Nota editorului: O versiune anterioară a acestui articol a afirmat inițial că mai multă energie este trimisă la rețea decât se cere, care este locul unde este irosit. De fapt, excesul de energie este irosit înainte de a fi trimis la rețea printr-o serie de procese. Smithsonian.com regretă eroarea.
