Καθώς οι χώρες παγκοσμίως συνεχίζουν να προωθούν φιλόδοξους στόχους για τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, νέες τεχνολογίες αναδύονται με σκοπό την επίλυση των προκλήσεων που σχετίζονται με την αποθήκευση ενέργειας, ένα βασικό στοιχείο της διατήρησης ενός αξιόπιστου και αποδοτικού δικτύου, ικανού να ανταπεξέλθει στις ολοένα και αυξανόμενες απαιτήσεις της πράσινης μετάβασης. Η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα (LAES) αναδεικνύεται ως μια τέτοια τεχνολογία που κερδίζει την προσοχή, καθώς μπορεί να αλλάξει δραστικά το παιχνίδι στον ενεργειακό τομέα. Ωστόσο, ενώ η τεχνολογία υπόσχεται πολλά, αντιμετωπίζει σημαντικά εμπόδια, ιδίως όσον αφορά τη μείωση του κόστους, τα οποία πρέπει να ξεπεραστούν, προτού μπορέσει να αναπτυχθεί σε μεγάλη κλίμακα, και από τη θεωρία να περάσει στην πράξη.
Η ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας μεγάλης διάρκειας
Οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, έχουν καταστεί κεντρικό στοιχείο των παγκόσμιων προσπαθειών για τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και τη μετάβαση σε καθαρή ενέργεια. Ωστόσο, ένας από τους κύριους περιορισμούς αυτών των πηγών ενέργειας είναι η αστάθειά τους. Η αιολική και η ηλιακή ενέργεια παράγονται μόνο όταν οι συνθήκες είναι κατάλληλες – όταν, δηλαδή, ο ήλιος λάμπει ή φυσάει ο άνεμος – δημιουργώντας αναντιστοιχία μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας. Για να αντιμετωπιστεί αυτό, απαιτούνται τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης διάρκειας (LDES) για την αποθήκευση της πλεονάζουσας ενέργειας που παράγεται σε περιόδους άφθονης παραγωγής και την απελευθέρωσή της όταν η ζήτηση είναι υψηλή ή η παραγωγή από ανανεώσιμες πηγές χαμηλή.
Παραδοσιακά, η αντλησιοταμίευση ήταν η κυρίαρχη μορφή LDES, μια τεχνολογία, η οποία λειτουργεί με τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας για την άντληση νερού σε μια δεξαμενή κατά τη διάρκεια περιόδων πλεονάζουσας παραγωγής ενέργειας. Όταν απαιτείται ενέργεια, το νερό απελευθερώνεται και ρέει πίσω στην κατηφόρα μέσω στροβίλων, παράγοντας ηλεκτρική ενέργεια. Ωστόσο, τα υδροηλεκτρικά συστήματα έχουν γεωγραφικούς περιορισμούς, καθώς απαιτούν συγκεκριμένο έδαφος και μεγάλες υδάτινες μάζες. Το γεγονός αυτό έχει οδηγήσει σε αύξηση του ενδιαφέροντος για εναλλακτικές τεχνολογίες LDES, όπως η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα.
Πώς λειτουργεί η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα
Η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα λειτουργεί με παρόμοια αρχή με την αποθήκευση ενέργειας με αντλησιοταμίευση, αλλά δεν έχει τους ίδιους γεωγραφικούς περιορισμούς. Η διαδικασία ξεκινά με τη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται κατά τη διάρκεια περιόδων υψηλής παραγωγής από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως τις ημέρες με αέρα ή ηλιοφάνεια. Αυτή η ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για τον καθαρισμό, την ξήρανση και την ψύξη του αέρα μέχρι να γίνει υγρό σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες. Ο υγροποιημένος αέρας αποθηκεύεται στη συνέχεια σε μονωμένες δεξαμενές, όπου παραμένει μέχρι να χρειαστεί ηλεκτρική ενέργεια. Όταν ο αποθηκευμένος υγροποιημένος αέρας απαιτείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αντλείται υπό υψηλή πίεση και θερμαίνεται εκ νέου, με αποτέλεσμα να διαστέλλεται γρήγορα και να μετατρέπεται ξανά σε αέριο. Το διογκούμενο αέριο κατευθύνεται σε έναν στρόβιλο, όπου χρησιμοποιείται για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Αυτή η διαδικασία συμπίεσης και αναθέρμανσης του αέρα είναι παρόμοια με τον τρόπο λειτουργίας των συμβατικών αεριοστροβίλων, αλλά με τη βασική διαφορά ότι χρησιμοποιεί τον αέρα ως μέσο και όχι το αέριο.
Ένα από τα σημαντικότερα πλεονεκτήματα της αποθήκευσης ενέργειας με υγροποιημένο αέρα είναι ότι μπορεί να αναπτυχθεί οπουδήποτε, ανεξάρτητα από τη γεωγραφία. Αυτό την καθιστά ελκυστική επιλογή για περιοχές όπου δεν είναι εφικτή η αποθήκευση με υδροηλεκτρικό σύστημα, όπως σε επίπεδες ή ξηρές περιοχές.
Το παράδειγμα του Ηνωμένου Βασιλείου
Το δυναμικό της αποθήκευσης ενέργειας με υγροποιημένο αέρα αναγνωρίζεται τόσο από τις κυβερνήσεις όσο και από τις ιδιωτικές εταιρείες. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί το Ηνωμένο Βασίλειο, όπου βρίσκεται σε εξέλιξη ένα σημαντικό έργο για την κατασκευή μιας μεγάλης κλίμακας μονάδας παραγωγής ενέργειας με υγροποιημένο αέρα κοντά στο Μάντσεστερ, η οποία θα λειτουργήσει το 2026. Η μονάδα, που αναπτύσσεται από την Highview Power, θα έχει αποθηκευτική ικανότητα 300MWh (μεγαβατώρες) και ισχύ 50MW. Το έργο έχει προσελκύσει σημαντικές επενδύσεις, μεταξύ άλλων από το κρατικό Ταμείο Εθνικού Πλούτου του Ηνωμένου Βασιλείου, την εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας Centrica του FTSE 100, καθώς και τις εταιρείες Rio Tinto και Goldman Sachs Power Trading. Η εγκατάσταση αναμένεται να είναι μία από τις μεγαλύτερες μονάδες παραγωγής ενέργειας από υγροποιημένο αέρα στον κόσμο όταν ολοκληρωθεί, σηματοδοτώντας ένα σημαντικό βήμα στην ανάπτυξη της τεχνολογίας, σύμφωνα με τους Financial Times. Εκτός από τη μονάδα του Μάντσεστερ, η Highview Power έχει σχέδια για τέσσερις ακόμη μεγαλύτερες μονάδες παραγωγής ενέργειας με υγροποιημένο αέρα, μεταξύ των οποίων μία στη Σκωτία.
Βασικό εμπόδιο το κόστος
Παρά τις ελπιδοφόρες εξελίξεις, η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα αντιμετωπίζει μια σειρά προκλήσεων που πρέπει να αντιμετωπιστούν εάν στόχος είναι να καταστεί μια κυρίαρχη τεχνολογία. Όπως και σε πολλές άλλες πράσινες τεχνολογίες, το πιο πιεστικό ζήτημα είναι το κόστος. Επί του παρόντος, η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα είναι ακριβή, με το κόστος αποθήκευσης για ένα πρώτο έργο να εκτιμάται σε περίπου 500 λίρες ανά κιλοβατώρα (KWh), σε σύγκριση με περίπου 300 λίρες ανά KWh για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, που αποτελούν σήμερα την κυρίαρχη μορφή αποθήκευσης ενέργειας. Αυτή η διαφορά τιμής καθιστά την αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα λιγότερο ανταγωνιστική, ιδίως σε μια αγορά όπου οι μπαταρίες ιόντων λιθίου συνεχίζουν να βελτιώνονται σε απόδοση και κόστος.
Η κυβέρνηση του Ηνωμένου Βασιλείου έχει αναγνωρίσει τη σημασία της αποθήκευσης ενέργειας με υγροποιημένο αέρα και έχει προτείνει έναν μηχανισμό εσόδων «cap and floor» για τα έργα LDES μόλις αυτά αρχίσουν να λειτουργούν. Ο μηχανισμός αυτός έχει σχεδιαστεί για να δώσει κίνητρα για επενδύσεις σε εγκαταστάσεις παραγωγής ενέργειας με υγροποιημένο αέρα, εγγυώμενος ένα ελάχιστο επίπεδο εσόδων για τις εγκαταστάσεις, ενώ παράλληλα θα θέτει ανώτατο όριο στο μέγιστο ποσό που μπορούν να κερδίσουν. Αυτό θα μπορούσε να συμβάλει στην προσέλκυση περισσότερων κατασκευαστών στον τομέα και να μειώσει το κόστος με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, ακόμη και με αυτή τη στήριξη, θα εξακολουθήσουν να απαιτούνται σημαντικές μειώσεις του κόστους για να καταστεί η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα εμπορικά βιώσιμη σε μεγάλη κλίμακα.
Το μέλλον της αποθήκευσης ενέργειας με υγροποιημένο αέρα
Όπως συμβαίνει με κάθε αναδυόμενη τεχνολογία, η πορεία προς την ευρεία υιοθέτηση της αποθήκευσης ενέργειας με υγροποιημένο αέρα θα απαιτήσει αρχικά συνεχή έρευνα και επενδύσεις. Η σημασία της όμως είναι καθοριστική, καθώς η πράσινη αυτή τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να συμπληρώσει τις υπάρχουσες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η αιολική και η ηλιακή ενέργεια, παρέχοντας μια λύση αποθήκευσης μεγάλης διάρκειας που μπορεί να εξισορροπεί την προσφορά και τη ζήτηση σε πραγματικό χρόνο και δεν περιορίζεται από γεωγραφικούς περιορισμούς. Αν ξεπεραστούν, λοιπόν, τα οικονομικά εμπόδια η αποθήκευση ενέργειας με υγροποιημένο αέρα θα μπορέσει να αποτελέσει κρίσιμο μέρος του παζλ για τη διασφάλιση ενός μέλλοντος απαλλαγμένου από εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.
Διαβάστε ακόμη
