Lad os gemme solenergi og vindenergi - ved hjælp af trykluft

Elektricitet fra fossile brændstoffer er i stigende grad uholdbar, og et skift til vedvarende energi - hovedsageligt fra solen og vinden - er afgørende. Vedvarende produktion er allerede billigere pr. Enhed end dens forurenende modparter, men det faktum, at solen ikke altid skinner, og vinden ikke altid blæser, er en hindring for en alvorlig overtagelse af energisektoren.

Energilagring kunne overvinde dette presserende "intermittency" -problem. Hvis der var lagerplads til rådighed til en tilstrækkelig lav pris og høj ydeevne, vedvarende energi ville hurtigt fortrænge alle andre generationsformer.

Energien er allerede lagret, selvfølgelig, i batterier eller forskellige andre teknologier. Selv reservoirer kan fungere som enorme energilagre. Intet, der eksisterer eller er under udvikling, kan dog også lagre energi, og så billigt, som trykluft.

Konceptet virker enkelt:du suger bare lidt luft ind fra atmosfæren, komprimere den ved hjælp af elektrisk drevne kompressorer og gemme energien i form af trykluft. Når du har brug for den energi, lader du bare luften ud og passerer den gennem en maskine, der tager energien fra luften og drejer en elektrisk generator.

Trykluftsenergilagring (eller CAES), at give det sit fulde navn, kan indebære lagring af luft i ståltanke eller i langt billigere inddækninger dybt under vandet. I nogle tilfælde, højtryksluft kan lagres i huler dybt under jorden, enten gravet direkte ud af hård sten eller dannet i store saltforekomster ved såkaldt "løsningsmining", hvor vand pumpes ind og saltvand kommer ud. Sådanne salthuler bruges ofte til opbevaring af naturgas.

Trykluft kan let levere den nødvendige opbevaringsskala, men det forbliver groft undervurderet af politikere, finansieringsorganer og selve energibranchen. Dette har hæmmet udviklingen af ​​teknologien og betyder, at det er sandsynligt, at der i stedet vil blive vedtaget meget dyrere og mindre effektive løsninger. På nuværende tidspunkt, tre centrale problemer står i vejen for trykluft:

1. Det er ikke en enkelt teknologi

Ovenstående beskrivelse af, hvordan det fungerer, er en forenkling. CAES er, faktisk, ikke en enkelt teknologi, men en bred familie, der omfatter komprimeringsmaskiner, udvidelsesmaskiner, varmevekslere, design af luftlagre og design af termalagre. Disse kræver alle omhyggelig teknik for at få det rigtigt.

2. Det er bedre til langtidsopbevaring

I øjeblikket, vind og sol udgør stadig kun en lille del af den samlede sektor. Da elektricitet fra fossile brændstoffer kan dække de overskyede eller vindfrie dage, vedvarende energi bruges ofte med det samme og skal kun opbevares i kort tid. For disse situationer, batterier fungerer ganske godt og kan være økonomisk rentable.

Storstilet dekarbonisering vil kræve, at vi lagrer energi i meget længere perioder, imidlertid, for eksempel fra en solskinsdag til brug på en overskyet dag. CAES er især velegnet til opbevaringstid fra nogle timer til flere dage.

Al overkommelig energilagring indebærer omdannelse af energi fra formen af ​​elektricitet til en anden form og lagring af den i den anden form. Til pumpe-hydro lagring, for eksempel, den anden form er vand, der er løftet op i en stor højde. For CAES, den anden form omfatter både varme og højtryksluft.

For sådanne systemer, der er separate omkostninger for det udstyr, der laver konverteringen, og for selve opbevaringen. Systemer som CAES og pumpet-hydro involverer relativt dyrt udstyr til strømkonvertering, men meget billige bestemmelser til lagring af energi. Disse systemer, hvor små mængder strøm kan fylde meget store lagermængder, er derfor meget økonomiske til lagring af energi over en lang periode.

3. CAES varer livet ud

Private investeringer kræver høje afkast. En indirekte effekt af dette er, at investorer lægger mindre værdi på, hvilken nytteværdi der kan blive tilbage i et aktiv på længere sigt.

I de fleste CAES -systemer, omkostninger er koncentreret i ting, der naturligvis har en meget lang levetid. For eksempel, en opløsningsmyntet hule i et saltforekomster kan med rimelighed forventes at fungere i mindst 100 år, mens maskiner med høj effekt til komprimering og ekspansion af luft typisk kan fungere i 50 år eller mere. Med afkast over en så lang tidsramme, der er et stærkt argument om, at i det mindste nogle store trykluftinstallationer skal behandles som nationale infrastrukturprojekter finansieret af regeringer.

To store trykluftanlæg blev bygget for årtier siden, en i Huntorf, Tyskland og den anden i McIntosh, Alabama. Begge fungerer stadig ekstremt godt. Mange henviser til disse to anlæg for at drage konklusioner om, hvor effektive CAES kan være, og hvor meget eller lidt det kan koste.

Men dette er misvisende og meningsløst. Begge anlæg blev designet med meget forskellige prioriteter end dem, der er relevante i dag. Det er bydende nødvendigt, at vi nu tænker igen om komprimeret luftenergilagring og vurderer det korrekt i lyset af, hvad der kan opnås ved at udnytte moderne metoder og viden.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons -licens. Læs den originale artikel.