Βρίσκεται στις ερήμους των Ηνωμένων Αραβικών Εμιράτων έργο καθαρής ενέργειαςπου εκτείνεται σε μια περιοχή μεγέθους περίπου 12.600 γηπέδων ποδοσφαίρου, θα είναι ο τόπος μιας σημαντικής ανακάλυψης που θα επιτρέψει στην ηλιακή ενέργεια να τροφοδοτήσει το ισοδύναμο μισού εκατομμυρίου σπιτιών κατά τη διάρκεια της νύχτας.
Το κράτος του Κόλπου συνδυάζει μόνιμα 5,2 GW ηλιακής ενέργειας με 19 GWh μπαταριών για να δημιουργήσει το μεγαλύτερο σύστημα μπαταριών στον κόσμο.
Εν τω μεταξύ, περίπου 7.500 μίλια μακριά, στο Εθνικό Εργαστήριο Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας των ΗΠΑ στο Κολοράντο, ερευνητές και μηχανικοί δημιουργούν μερικές από τις μικρότερες μπαταρίες που έχει δει ποτέ ο κόσμος. Είναι ένα κλάσμα του μεγέθους των μπαταριών ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση ανανεώσιμης ενέργειας και έχουν σχεδιαστεί για να τροφοδοτούν ηλεκτρονικές ετικέτες που θα παρακολουθούν νεαρούς σολομούς και χέλια 3 ιντσών (περίπου 7,5 cm).
Καθώς οι παραδοσιακές μπαταρίες ιόντων λιθίου ξεπερνούν τα όρια μεγέθους και κλίμακας, οι εναλλακτικοί τύποι μπαταριών μπορούν να διαδραματίσουν εξίσου ζωτικό ρόλο στην αξιοποίηση της ενέργειας χαμηλών εκπομπών άνθρακα, χωρίς όμως να ανταγωνίζονται για κρίσιμα ορυκτά όπως το λίθιο, το κοβάλτιο και το νικέλιο που εγείρουν ανησυχίες για την προστασία του περιβάλλοντος και των ευάλωτων κοινοτήτων.
Σε αντίθεση με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες έχουν περιορισμένο αριθμό κύκλων φόρτισης/εκφόρτισης, πολλές από αυτές τις εναλλακτικές τεχνολογίες μπαταριών μπορούν να χρησιμοποιηθούν επ’ αόριστον και να ανακυκλωθούν μόλις φτάσουν τα 20 χρόνια ζωής.
Οι προγραμματιστές στρέφονται ήδη σε μια ευρεία γκάμα υλικών για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές όταν είναι διαθέσιμη και τη χρησιμοποιούν για να τροφοδοτούν τα πάντα, από φορητές συσκευές μέχρι θερμικά δίκτυα, εργοστάσια και πυραύλους.
Ακολουθούν ορισμένες καινοτομίες αποθήκευσης ενέργειας που προκαλούν τα φρύδια.
Ρευστοποιημένος αέρας
Στα τέλη του περασμένου έτους, στο χώρο ενός πρώην σταθμού παραγωγής ενέργειας με καύση άνθρακα στο Τράφορντ, ο πρώην δήμαρχος του Ευρύτερου Μάντσεστερ σηματοδότησε την έναρξη της κατασκευής ενός πολυαναμενόμενου έργου αποθήκευσης ενέργειας που θα μπορούσε να οδηγήσει στην «επανβιομηχανοποίηση» της κομητείας.
Ο Andy Burnham είπε ότι η ανάπτυξη του πράσινου συμπλέγματος Trafford, που περιλαμβάνει την κρυομπαταρία “υγρού αέρα” του Carrington, θα μπορούσε να σημαίνει ότι “αυτή θα είναι η πιο συναρπαστική δεκαετία για το Greater Manchester από τη βικτωριανή περίοδο”.
Με απλά λόγια, το έργο Carrington, που αναπτύχθηκε από μια βρετανική startup Highview Powerεπιδιώκει να δεσμεύσει τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όταν είναι άφθονη και να την αποθηκεύσει ως υγρό αέρα. Θεωρητικά, μια «κρυομπαταρία» θα μπορούσε να αποθηκεύσει ενέργεια για ώρες, ημέρες ή και εβδομάδες.
Η επιστήμη είναι πιο περίπλοκη: ο Carrington χρησιμοποιεί περίσσεια ανανεώσιμης ενέργειας για να ψύξει τον αέρα στους -196 C, μειώνοντάς τον σε υγρό ίσο με το ένα 700ο του όγκου του. Μπορεί να διατηρηθεί σε αυτήν την κατάσταση έως ότου οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σπανίσουν και οι τιμές της αγοράς αρχίσουν να αυξάνονται. Στη συνέχεια, το υγρό μετατρέπεται ξανά σε αέριο, διαστέλλοντας γρήγορα μέσω ενός στροβίλου, ο οποίος παράγει ηλεκτρική ενέργεια χωρίς τις εκπομπές που συνήθως συνδέονται με τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με αέριο.
Το έργο αντιμετώπισε αρκετές καθυστερήσεις, αλλά μόλις ξεκινήσει τη λειτουργία του, που έχει προγραμματιστεί για αργότερα μέσα στο έτος, θα παρέχει 300 MW αποθήκευσης και 50 MW ενέργειας για έξι ώρες – ή αρκετή καθαρή, ανανεώσιμη ενέργεια για να τροφοδοτήσει σχεδόν μισό εκατομμύριο σπίτια.
Λιωμένο αλάτι
Ενώ το Μάντσεστερ αποθηκεύει ενέργεια σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, η έρημος της Νεβάδα ακολουθεί την αντίθετη προσέγγιση.
Εδώ, 10.000 ποτήρια παράγουν ηλεκτρική ενέργεια για το έργο Crescent Dunes, το οποίο τα τελευταία 10 χρόνια χρησιμοποιεί την ηλιακή ενέργεια για να θερμάνει μια δεξαμενή νιτρικού καλίου και νατρίου στους 560°C.
Αυτή η θερμοκρασία μπορεί να διατηρηθεί για 10 ώρες μετά τη δύση του ηλίου προτού η αποθηκευμένη θερμική ενέργεια μπορεί να μετατραπεί σε ηλεκτρική ενέργεια, χρησιμοποιώντας τη θερμότητα για να κινήσει έναν παραδοσιακό περιστρεφόμενο στρόβιλο. Το σύστημα αποθηκεύει αποτελεσματικά καθαρό ηλεκτρισμό ως θερμότητα σε μια διαδικασία γνωστή ως αποθήκευση λιωμένου αλατιού.
Αυτές οι μπαταρίες λιωμένου αλατιού παρέχουν την κύρια πηγή ενέργειας για τους περισσότερους σύγχρονους κατευθυνόμενους πυραύλους και πυρηνικά όπλα, λειτουργώντας ως «εφεδρικές μπαταρίες» που συγκρατούν ενέργεια έως ότου η πυροτεχνική θερμότητα που παράγεται από την εκτόξευση του όπλου ενεργοποιήσει την απελευθέρωση ενέργειας.
μετά την προώθηση του ενημερωτικού δελτίου
Στη δεκαετία του 2020, η Δανία απέδειξε ότι η τεχνολογία αποθήκευσης τετηγμένου αλατιού θα μπορούσε επίσης να δώσει μια απάντηση στο δίλημμα της απανθρακοποίησης της βαριάς βιομηχανίας. Νωρίτερα φέτος, το κορυφαίο έθνος αιολικής ενέργειας αποκάλυψε ένα έργο μπαταρίας λιωμένου άλατος 1 GWh μεγάλης κλίμακας που θα μπορούσε να αποθηκεύσει καθαρή ηλεκτρική ενέργεια για δύο εβδομάδες θερμαίνοντας τα άλατα στους περίπου 600C. Όταν χρειάζεται, το ζεστό αλάτι κυκλοφορεί μέσω μιας γεννήτριας, παράγοντας ατμό υψηλής θερμοκρασίας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί απευθείας σε βιομηχανικές διεργασίες.
Αμμος
Ακριβώς όπως η ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί με θέρμανση αλατιού, η καθαρή ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί στην άμμο.
Στη μικρή πόλη Porninen στη νότια Φινλανδία, χιλιάδες τόνοι άμμου βοηθά στην αποθήκευση ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη θέρμανση σχολείων, βιβλιοθηκών και δημαρχείων. Αυτό θα επιτρέψει στην περιοχή να εξαλείψει εντελώς τη χρήση πετρελαίου στο τοπικό δίκτυο θέρμανσης και να μειώσει τη χρήση ροκανιδιών κατά περίπου 60%.
μπαταρία άμμου χρησιμοποιεί περίπου 2.000 τόνους θρυμματισμένου σαπωνόλιθου για την αποθήκευση καθαρής ενέργειας με τη μορφή θερμότητας, παρέχοντας 1 MW θερμικής ενέργειας και 100 MWh χωρητικότητας αποθήκευσης.
Το καλοκαίρι, η μπαταρία άμμου, ύψους περίπου 13 μέτρων και πλάτους 15 μέτρων (43 x 49 πόδια), μπορεί να καλύψει σχεδόν τις ανάγκες θέρμανσης ενός μήνα στο Porninen και σχεδόν μια εβδομάδα το χειμώνα. Είναι περίπου 10 φορές μεγαλύτερο από μια παλαιότερη έκδοση που κυκλοφόρησε στη χώρα το 2022, υπογραμμίζοντας τη δυνατότητα των μπαταριών άμμου να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στη μείωση των εκπομπών σε ολόκληρη τη χώρα.
τεχνολογία ιδρώτα
Στην Ιαπωνία, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο Επιστημών του Τόκιο διερευνούν πώς ο ανθρώπινος ιδρώτας θα μπορούσε να γίνει βιώσιμη πηγή ενέργειας για την τροφοδοσία της τεχνολογίας που φοριέται.
Αντιμετωπίζοντας το σώμα ως πηγή ενέργειας ικανή να παρέχει συνεχή ισχύ, οι ερευνητές ελπίζουν να λύσουν το πρόβλημα της τροφοδοσίας των αισθητήρων στην καρδιά των φορητών συσκευών χωρίς τις μικροσκοπικές μπαταρίες που τις καθιστούν ογκώδεις και απαιτούν συνεχή φόρτιση.
Σε απάντηση, ανέπτυξαν ένα λεπτό, φορητό έμπλαστρο που παράγει ηλεκτρική ενέργεια απευθείας από τον ανθρώπινο ιδρώτα. Χρησιμοποιεί μια ενζυματική κυψέλη βιοκαυσίμου για να συλλάβει χημικές ουσίες, ιδιαίτερα γαλακτικό, που απελευθερώνεται στον ιδρώτα και να τις μετατρέψει σε ενέργεια. Όταν ο ιδρώτας έρχεται σε επαφή με ένα κύτταρο, τα ένζυμα που είναι ενσωματωμένα στο έμπλαστρο πυροδοτούν μια βιοχημική αντίδραση, απελευθερώνοντας ηλεκτρόνια.
Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να παραχθεί ηλεκτρισμός χωρίς την ανάγκη εξωτερικής πηγής ενέργειας – κατά τη διάρκεια καθημερινών δραστηριοτήτων, όπως το περπάτημα, η άσκηση ή το τρέξιμο.
