Αναρωτηθήκατε ποτέ γιατί υπάρχουν τόσο λίγες διακοπές στις Ηνωμένες Πολιτείες; Πραγματικά βράζει κάτω από αυτό: οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας παράγουν πάντα περισσότερη δύναμη από ό, τι οι άνθρωποι ζητούν.
σχετικό περιεχόμενο
- Φόρτιση μπροστά: το μέλλον των μπαταριών
- Πέντε ερωτήσεις θα πρέπει να έχετε σχετικά με την Νέα Καλιφόρνια μπαταρία της Καλιφόρνια Tesla
Μόλις παραχθεί η ηλεκτρική ενέργεια, τα ηλεκτρόνια ρέουν μέσω των ηλεκτρικών γραμμών σε σπίτια, επιχειρήσεις, σχολεία και νοσοκομεία - όπου απαιτείται. Περισσότερος ηλεκτρισμός παράγεται από τους φορείς εκμετάλλευσης δικτύου που αναμένουν να καταναλώσετε, έτσι ώστε όταν γυρίσετε ένα διακόπτη, ανάβει ένα φως.
Ανεξάρτητα από το αν ενεργοποιείτε πραγματικά τα φώτα, οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής κρατούν τους στροβίλους τους στροβιλισμένους, έτοιμοι να στείλουν ενέργεια στο δίκτυο με προσοχή μια στιγμή.
Το πρόβλημα της πλεονάζουσας παραγωγικής ισχύος είναι χειρότερο τη νύχτα όταν η ζήτηση είναι πολύ χαμηλή και η διαφορά μεταξύ της απαιτούμενης και διαθέσιμης ισχύος είναι ακόμη μεγαλύτερη. Αυτό αποθαρρύνει τη χρήση ορισμένων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, ειδικά αιολικής ενέργειας, η οποία λειτουργεί κυρίως τη νύχτα όταν οι άνεμοι είναι πιο ισχυροί (και όταν οι άνθρωποι χρησιμοποιούν λιγότερη ηλεκτρική ενέργεια). Εν ολίγοις, πολύ ηλεκτρισμό και, κυρίως, καθαρό ηλεκτρικό ρεύμα, παράγεται σε λάθος στιγμή.
Εκεί αποθηκεύεται η ενέργεια. Η αποθήκευση ενέργειας όταν γίνεται και η απελευθέρωσή της όταν αυτό είναι απαραίτητο συμβάλλει στη διατήρηση του δικτύου αξιόπιστα και ανοίγει το δρόμο για την εισαγωγή ανανεώσιμων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας όπως η αιολική και η ηλιακή στο μείγμα.
Οι εταιρείες ενέργειας και τεχνολογίας εργάζονται για την αντιμετώπιση της αναντιστοιχίας μεταξύ προσφοράς και ζήτησης εδώ και χρόνια και οι μπαταρίες έχουν αναδειχθεί ως κορυφαίοι υποψήφιοι για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας. Η Tesla Inc., για παράδειγμα, επένδυσε πάνω από 600 εκατομμύρια δολάρια στο Gigafactory της στη Νεβάδα για να κάνει μαζικές ποσότητες μπαταριών ιόντων λιθίου.
Αλλά μία εταιρεία παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Αλαμπάμα βρήκε ένα διαφορετικό μέρος για να βάλει μεγάλα ποσά πλεονάζουσας ενέργειας - σε σπήλαια αλατιού. Ένα μισό μίλι υπόγεια, ένα σπήλαιο αλατιού που θα μπορούσε να χωρέσει το Άγαλμα της Ελευθερίας κατέχει τον πιο χρήσιμο πόρο της Power South Cooperative: τον αέρα.
Επί 25 χρόνια, ο συνεταιρισμός γνώρισε την τέχνη και την επιστήμη της συμπίεσης του αέρα, την αποθήκευση του σε ένα σπήλαιο αλατιού κάτω από τη γη και τη χρήση του για την παραγωγή ηλεκτρισμού. Το εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας McIntosh στο McIntosh, Αλαμπάμα, είναι η μοναδική μονάδα κλιματισμού πεπιεσμένου αέρα στην Αμερική (CAES) στην Αμερική και μία από τις λίγες χούφτες στον κόσμο.
Τη νύχτα, ενώ κοιμάστε και οι συσκευές σας ξεκουράζονται, η μονάδα χρησιμοποιεί πλεόνασμα ηλεκτρικής ενέργειας από το δίκτυο για να συμπιεστεί ο αέρας και να την αντλήσει υπόγειο σε ένα αεροστεγές σπήλαιο αλατιού.
"Το αλάτι είναι ένας όμορφος μηχανισμός αποθήκευσης", λέει ο διευθυντής εργοστασίων McIntosh Lee Davis.
Αυτό συμβαίνει επειδή τα σπήλαια παρέχουν μεγάλους, αδιαπέραστους χώρους. Ο συμπιεσμένος αέρας παραμένει συμπιεσμένος και το οξυγόνο στον αέρα δεν αντιδρά με το αλάτι.
Εκεί ο αέρας αποθηκεύεται σε πιέσεις μεταξύ 650 και 1058 PSI, περίπου το ένα δέκατο της πίεσης ενός φρεατίου πετρελαίου υψηλής πίεσης.
Όταν οι άνθρωποι απαιτούν ενέργεια κατά τη διάρκεια της ημέρας, ο αέρας απελευθερώνεται σε μια μονάδα φυσικού αερίου, όπου θερμαίνεται με φυσικό αέριο, καίγεται και παράγει ακόμη πιο θερμό ρεύμα αερίου που μετατρέπει έναν στρόβιλο και παράγει ηλεκτρική ενέργεια.
Από πάνω, το εργοστάσιο McIntosh μοιάζει με ένα τυποποιημένο εργοστάσιο φυσικού αερίου, αλλά ακριβώς μισό μίλι κάτω από την επιφάνεια βρίσκεται ένας μοναδικός μηχανισμός αποθήκευσης ενέργειας. (Δικηγόρος South Energy Cooperative) Ο πεπιεσμένος αέρας αποτελεί βασικό συστατικό στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε όλα τα εργοστάσια αερίου. είναι το κρίσιμο συστατικό που κάνει το καύσιμο αερίου, παράγοντας το ρεύμα αερίου που περιστρέφει τον στρόβιλο. Στις τυπικές εγκαταστάσεις φυσικού αερίου, ο συμπιεσμένος αέρας είναι το πιο ενεργειακό μέρος της λειτουργίας του φυτού - περισσότερο από το ήμισυ της ενέργειας που παράγεται από τον στρόβιλο απλώς τροφοδοτείται πίσω στο σύστημα για να συμπιέσει τον αέρα.
Αλλά το εργοστάσιο McIntosh CAES είναι σε θέση να συμπιέσει τον αέρα ανεξάρτητα από τη διαδικασία παραγωγής ενέργειας, όταν είναι πιο οικονομικό να το κάνει, επειδή έχει ένα μέρος για να το αποθηκεύσει - το αλάτι. Το εργοστάσιο διαθέτει αρκετό αποθηκευμένο αέρα για να βοηθήσει ένα στρόβιλο 110 μεγαβάτ να παράγει ενέργεια για 26 ώρες, ενεργοποιώντας μέχρι και 110.000 σπίτια.
Με τη συμπίεση του αέρα τη νύχτα όταν η ηλεκτρική ενέργεια είναι φθηνή και άφθονη, αντί να χρησιμοποιεί την απόδοση του στροβίλου για συμπίεση, η μονάδα χρησιμοποιεί λιγότερο φυσικό αέριο για να κάνει την ίδια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Επιτρέπει επίσης τη χρήση καθαρών πηγών ηλεκτρικής ενέργειας για συμπίεση.
Ενώ το εργοστάσιο McIntosh δεν λειτουργεί επί του παρόντος άμεσα με τα ανανεώσιμα φυτά, θα μπορούσε σίγουρα να το κάνει και αυτή είναι η βασική ιδέα. Η ηλεκτρική ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη συμπίεση του αέρα θα μπορούσε να παραχθεί από ανεμογεννήτριες, όπως προβλέπεται για το The Bethel Energy Center στο Δυτικό Τέξας. Το Apex CAES LLC έχει συγκεντρώσει 100 εκατομμύρια δολάρια για το Κέντρο, το οποίο, εάν αναπτυχθεί, θα ήταν μια εγκατάσταση CAES αλάτι σε συνδυασμό με τον άνεμο. Το Κέντρο σχεδιάζει να χρησιμοποιεί την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από κοντινούς ανεμογεννητριών τη νύχτα για να συμπιέσει τον αέρα και να τροφοδοτεί τον αέρα σε αεριοστρόβιλο κατά τη διάρκεια της ημέρας.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι οι μονάδες φυσικού αερίου αυξάνονται σε όλη τη χώρα, η αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα παρέχει έναν τρόπο να ενσωματωθούν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας και τελικά να καίνε λιγότερο αέριο.
Ωστόσο, ο πεπιεσμένος αέρας δεν είναι πανάκεια. Ενώ οι μονάδες φυσικού αερίου είναι σχετικά φθηνές για κατασκευή και λειτουργία, η χαμηλή τιμή του φυσικού αερίου σημαίνει επίσης ότι υπάρχει μικρότερο κίνητρο για διερεύνηση εναλλακτικών λύσεων στα φυτά ή για εγκατάσταση εγκαταστάσεων αποθήκευσης αερίου.
Με το υποβαθμισμένο κόστος του φυσικού αερίου και τον κίνδυνο που ενέχει η ανάπτυξη μιας σχετικά νέας τεχνολογίας, η οποία έχει λίγα έργα στο όνομά της, είναι δύσκολο να κάνουμε τα αριθμητικά μολύβια έξω για CAES. Το έργο Bethel Energy Center βρίσκεται σε εξέλιξη από το 2011 και δεν έχει ακόμη αυξήσει τα απαιτούμενα κεφάλαια ύψους 400 εκατομμυρίων δολαρίων.
"Κάτι νέο και διαφορετικό δεν είναι εύκολο να βγει από το έδαφος", λέει ο Apex CAES COO Stephen Naeve.
Άλλα έργα δοκιμής απέτυχαν λόγω του υψηλού κόστους ανάπτυξης - τα πάντα, από το κόστος διάθεσης της άλμης αλατιού που δημιουργήθηκε κατά τη διαδικασία εξόρυξης στον κίνδυνο εξερεύνησης τοποθεσιών που μπορεί να αποδειχθούν γεωλογικώς ακατάλληλες. Όσο για τον ανταγωνισμό αποθήκευσης, οι μπαταρίες είναι με πολλούς τρόπους πιο ευέλικτες επειδή μπορούν να τοποθετηθούν πιο κοντά εκεί όπου η ζήτηση για ενέργεια είναι, αν και σύμφωνα με το Apex, οι μπαταρίες είναι (τουλάχιστον για τώρα) πολύ πιο ακριβά μακροπρόθεσμα.
Αλλά η δύναμη της South Energy Cooperative θα εξακολουθούσε να μιλάει αλάτι με κάποιους άλλους συμμάχους CAES. Πράγματι, η εγκατάσταση McIntosh έχει προσελκύσει επισκέπτες από την Καλιφόρνια, τη Γιούτα, τη Νέα Υόρκη και το Αϊντάχο.
Εάν το αλάτι είναι ένας τρόπος για να κάνετε τα φυτά αερίου πιο αποτελεσματικά και να χρησιμοποιήσετε τις ανανεώσιμες πηγές, τότε περάστε το αλάτι, παρακαλώ.
Σημείωση του συντάκτη: Μια παλαιότερη έκδοση αυτού του άρθρου παραποίησε αρχικά ότι αποστέλλεται περισσότερη ενέργεια στο δίκτυο από ό, τι απαιτείται, δηλαδή όπου χάνεται. Στην πραγματικότητα, η υπερβολική ενέργεια χάνεται πριν αποσταλεί στο δίκτυο μέσω διαφόρων διαδικασιών. Το Smithsonian.com λυπάται για το σφάλμα.
