Güneş panelleri ve rüzgar türbinleri dünyaya bol miktarda enerji sağlıyor ancak bir ikilemle birlikte geliyorlar. Hava güneşli ve rüzgarlı olduğunda, birçok yerde bu yenilenebilir enerji kaynakları o anda ihtiyaç duyulandan daha fazla elektrik üretiyor. Güneş parlamadığında ve rüzgar esmediğinde, bu yenilenebilir enerji kaynakları, çok ihtiyaç duyulduğunda çok az elektrik sağlıyor veya hiç vermiyor.
Yani yarının şebekesinin %100 yenilenebilir olması için çok daha fazla enerji depolaması gerekiyor. Muhtemelen duymuşsundur dev lityum iyon piller Bu enerjiyi daha sonra kullanmak üzere depolamak. Ancak yedek güç sağlarken, büyük bir pil bankası bile genellikle dört saat içinde boşalır. Bir alternatife duyulan ihtiyaç, Amerika Birleşik Devletleri hükümetini, araştırmacılarını ve startupları, genellikle rezervuarları, mağaraları ve dünyanın diğer kısımlarını kullanarak, en az 10 saatlik yedek güç sağlayabilecek daha fazla “uzun süreli enerji depolama” geliştirmek için çabalıyor. piller gibi manzara.
Amerika Birleşik Devletleri ve Kanada’daki çeşitli üniversiteler ve ulusal laboratuvarlar tarafından yapılan yeni bir araştırma, uzun süreli enerji depolamanın büyük ölçekli dağıtımının sadece uygulanabilir olmadığını, aynı zamanda yenilenebilir enerji kaynaklarının tam potansiyeline ulaşması için gerekli olduğunu ve hatta elektrik faturalarını azaltabileceğini gösteriyor. Özellikle Batı ABD ve Kanada’nın yanı sıra bir miktar kuzey Meksika’yı içeren şebekenin bir parçası olan Batı Bağlantısı’na baktı. Çalışma, burada daha uzun süreli enerji depolamanın inşa edilmesinin, talebin yüksek olduğu zamanlarda elektrik fiyatlarını %70’ten fazla azaltacağını ortaya çıkardı.
San Diego’daki Kaliforniya Üniversitesi Yenilenebilir Enerji ve İleri Matematik Laboratuvarı direktörü ve makalenin yazarlarından Patricia Hidalgo-Gonzalez, “Bu bir orkestra gibi” dedi. geçen ay yayınlandı dergide Doğa İletişimi. “Bütün bu faktörlerin nasıl çalıştıklarını düşünmemiz gerekiyor. Ancak daha fazla depolama alanı sağlamak, bunu yalnızca daha uygun maliyetli hale getirmeye yardımcı olabilir.”
Yenilenebilir enerjiyi en az yarım gün tutacak teknolojiler halihazırda mevcut ve daha fazlası da yolda. Bir teknik, pompalı depolamalı hidroelektrik olarak bilinir: Şebeke yenilenebilir enerjiyle çalışırken, bir tesis suyu yokuş yukarı bir rezervuara pompalar. Daha sonra güneş veya rüzgar enerjisi kesildiğinde tesis, suyun başka bir rezervuara akmasını sağlayarak elektrik üreten türbinleri çalıştırıyor. Yer çekimi gücünün yanı sıra rüzgar ve güneşten gelen enerjiden de yararlanıyor.
Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde enerji sistemleri araştırmacısı ve yeni çalışmanın baş yazarı Martin Staadecker, “Kendi başına pil depolaması (veya insanların kısa süreli enerji depolaması dediği şey) çok önemlidir” dedi. “Fakat sadece lityum iyon pillere güvenemezsiniz, çünkü bir hafta boyunca güç sağlamaya yetecek kadar pil bulundurmak çok pahalı olurdu.”
2022 yılı itibarıyla ABD’de toplam üretim kapasitesi 22 gigawatt olan 43 pompalı depolamalı hidroelektrik tesisi bulunuyordu. (Perspektif içinABD’nin yaklaşık 150 gigawatt rüzgar enerjisi ve 140 gigawatt güneş enerjisi var.) Enerji Bakanlığı’na göre ABD’nin şu potansiyeli var: bu tür bir enerji depolama için kapasitesini iki katına çıkarın. 2021 yılında Biden yönetimi, Uzun Süreli Depolama Atışıbir kısmı Energy Earthshots girişimi10 yılda teknolojinin maliyetlerini %90 oranında azaltmayı hedefliyor. Ve geçen yıl, bu 325 milyon dolar açıkladı için 15 uzun vadeli enerji depolama projesiBunlar arasında ısı enerjisini betonda depolayan ve demir, su ve havadan yapılmış yeni moda piller yapmak için kullanılanlar da var.
Araştırmacılar, söz konusu özel tekniği göz önünde bulundurmadan uzun süreli enerji depolamaya baktılar ve Western Interconnection’ı %100 emisyonsuz hale getirmenin en ucuz yolunun ne olabileceğini sordular. Çalışmaları, uzun süreli enerji depolamanın, şebekede talebin yüksek olduğu zamanlarda, örneğin öğleden sonra insanların eve döndüğü ve güneş enerjisiyle aynı anda aletleri çalıştırdığı zamanlarda elektrik maliyetlerini düşürerek, bir kamu hizmetinin müşterileri için özellikle faydalı olacağını buldu. ızgarada azalıyor. Daha fazla depolama aynı zamanda, tüm bölgelerin AC ünitelerini çalıştırdığı, gittikçe artan sıcak hava dalgaları için daha fazla yedek güç anlamına da gelir.
Şirketler de enerjiyi yeraltında nasıl depolayacaklarını bulmaya çalışıyor. Merkezi Toronto, Kanada’da bulunan Hydrostor adlı bir şirket, suyla dolu yeraltı mağaralarına basınçlı hava pompalamak için şebekedeki yenilenebilir enerjinin fazlasını kullanıyor. Bu, yer üstündeki suyu bir rezervuara zorlar. Şebekenin elektriğe ihtiyacı olduğunda Hydrostor suyun odaya geri akmasını sağlar ve türbinleri çalıştırmak için havayı yüzeye geri iter. Hydrostor’un başkanı Jon Norman, “Bir nevi suyun altında bir piston yaratıyoruz” dedi. “Aslında hidrokarbon depolama endüstrisinde propan ve bütan depolamak için kullandıkları teknikleri kullanarak bir boşluk inşa ediyoruz.”
Güneş battığında olduğu gibi bir bölgede yenilenebilir enerji azalıyorsa, başka yerlerden karbonsuz elektrik ithal etmek zorunda kalacak. Ancak bu, yüzlerce veya binlerce kilometrelik araziyi kesen, onaylanması zor ve inşa edilmesi pahalı olan iletim hatlarını gerektirir. Yeni çalışma, teknolojinin fiyatının olgunlaştıkça nasıl düştüğüne bağlı olarak, uzun süreli enerji depolama miktarını modellemede kullanmanın 83 milyar ila 130 milyar dolar arasında bir maliyete sahip olacağını buldu.
Uzun süreli enerji depolama sayesinde kamu hizmetleri yerel olarak daha fazla güneş paneli ve rüzgar türbini konuşlandırabilir ve enerjilerini başka bir yerden nakletmek yerine depolayabilir. Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’nda şebeke üzerinde çalışan ancak yeni araştırmaya dahil olmayan elektrik mühendisi Kevin Schneider, bunun uzun mesafe iletim hatları inşa etmenin önemli maliyetlerini azaltabileceğini söyledi. “Sistemde depolayabileceğiniz ve daha sonra serbest bırakabileceğiniz bir elektrik rezervuarına sahip olabileceğiniz bu esnekliği elde etmek, bizim o kadar fazla altyapı inşa etmek zorunda kalmamamızı ve aynı zamanda biraz daha dirençli olmamızı sağlayan şey.”
O halde yarının şebekesi, hem devasa akü bankalarında hem de bizzat arazide depolanan yenilenebilir enerjiyle uğultu yapabilir. Güneş ve rüzgar enerjisi artık israf edilmeyecek.
Bu makale ilk olarak şurada yayınlandı: öğütülmüş en https://grist.org/climate/long-duration-energy-storage-batteries-store-solar-wind-power/. Grist, kendisini iklim çözümleri ve adil bir gelecek hikayelerini anlatmaya adamış, kar amacı gütmeyen, bağımsız bir medya kuruluşudur. Daha fazlasını şu adreste öğrenin: Grist.org.
