Если «зелёная» энергетика когда-нибудь и вытеснит углеводородную, то только с помощью хранения энергии солнечных и ветреных дней на случай тихой зимней ночи. Но в чём её хранить?
не очень хороши для компактных плотно заселённых стран вроде той же Великобритании. Литиевые аккумуляторы ёмкостью всего в 1 ГВт•ч будут стоить $700 млн и требовать замены каждые шесть лет.
Мы уже рассказывали о попытке энергию ветряков при помощи сжатого воздуха. Но метод хорош только в том случае, если у вас есть возможность опустить пневмоаккумуляторы на сотни метров под воду, где давление огромно и сжимать воздух, запасая в нём энергию, можно куда эффективнее, чем на поверхности.
Схема нового метода аккумуляции энергии. Основным источником роста эффективности является утилизация низкопотенциального тепла ТЭС, ранее не использовавшегося британскими энергетиками. (Здесь и ниже иллюстрации Highview Power Storage.)
Вариант, предлагаемый британцем , некогда гаражным изобретателем, а теперь просто владельцем фирмы , не привязан географически к морю. Он основывается на решении новатора для машин с ДВС:
Энергия запасается в сжиженном воздухе, из которого предварительно (при сжижении) удалены углекислый газ и водяной пар (иначе они станут твёрдыми и помешают работе системы). Оставшаяся смесь, состоящая в основном из азота, охлаждается примерно до –190 ˚С. По мере необходимости криогенную ёмкость разгерметизируют, и охлаждённый воздух расширяется, приводя в движение двигатель или турбину.
Решение для хранения электроэнергии в промышленном масштабе отличается одним, но весьма существенным изменением. Вы, верно, уже догадались, что описанная схема «сжижение — хранение — испарение» имеет много точек, в которых возможны потери. Поэтому её эффективность не превышает 25%, что близко к КПД ДВС, и это очень мало для хранения электроэнергии сети. Чтобы повысить его, изобретатель предложил два простых изменения цикла. Во-первых, ёмкости с жидким воздухом должны находиться рядом с градирнями тепловых электростанций, чтобы тепло от них увеличивало расширение воздуха в турбине и тем самым повышало количество получаемой от неё энергии. Таким образом, тепловые потери ТЭС (низкопотенциальное тепло) используются для производства электричества, а не рассеиваются в атмосферу.
Опытная установка в городе Слау за два года экспериментальной эксплуатации показала эффективность, близкую к заявляемым 70%.
Другая модификация: пропускание охлаждённого воздуха, остающегося в качестве «отходов» криогенного процесса, через три последовательные ёмкости с гравием — дешёвым материалом с высокой воздухопроницаемостью и теплоёмкостью. Охлаждённый таким образом гравий используется для предварительного охлаждения (перед сжижением) воздуха в тот момент, когда криогенной установке понадобится произвести ещё одну порцию «продукта».
По мнению изобретателя, подкрепляемого оценкой независимой экспертизы из лондонского , количество энергии, запасаемой такими комбинированным циклами хранения, может достигать 70% от затрачиваемой, позволяя хранить её почти столь же эффективно, как в существующих гидроаккумулирующих станциях (70–80%), при меньших капвложениях и без необходимости в отчуждении больших площадей под накопительный резервуары.
Чтобы убедиться в результативности такой схемы, на ТЭС в Слау (графство Беркшир) вот уже два года эксплуатируется опытная аккумулирующая установка на жидком воздухе. Заявляется, что достигаемый ею уровень эффективности близок к расчётным 70%.
Коммерциализацией технологии занимается специально созданная компания .
