Berikut adalah sesuatu yang membuat perancang tenaga pada waktu malam: Apa yang berlaku apabila angin berhenti meniup dan matahari terbenam, tetapi semua orang masih mengecas kereta elektrik mereka dan menjalankan penghawa dingin mereka? Ini bukan masalah hipotetikal lagi. Apabila negara -negara mendorong lebih keras ke arah sasaran tenaga boleh diperbaharui, kami menjalankan realiti yang menjadi jelas dan mengejutkan yang kompleks - angin dan kuasa solar adalah hebat ketika mereka bekerja, tetapi mereka tidak konsisten ketika anda benar -benar memerlukannya.
Jawapan ringkas sama ada penyimpanan tenaga berskala besar boleh mengendalikan permintaan adalah: secara teknikal ya, tetapi kami tidak bersedia untuk itu lagi. Dan jalan untuk mendapatkan di sana adalah lebih baik daripada kebanyakan dokumen dasar seperti mengakui.
Mengapa ini lebih penting daripada yang anda fikirkan
Kebanyakan orang memahami bahawa panel solar tidak berfungsi pada waktu malam. Apa yang kurang jelas adalah betapa liar kebolehubahannya. Saya bercakap tentang minggu - kadang -kadang bulan - di mana penjanaan angin di seluruh negara boleh jatuh ke sebahagian kecil daripada kapasitinya. Corak cuaca tidak peduli dengan keperluan tenaga kita, dan data sejarah menunjukkan beberapa kebenaran yang tidak selesa tentang berapa lama kelemahan ini dapat bertahan.
Keadaan Britain menggambarkan ini dengan sempurna. Mereka komited untuk bersih sifar menjelang 2050, yang bermaksud sejumlah besar turbin angin dan ladang solar. Tetapi walaupun anda membina kapasiti yang boleh diperbaharui yang cukup untuk secara teorinya menguasai negara dua kali, anda masih mempunyai tempoh di mana generasi jatuh pendek. Jurang ini tidak kecil sama ada. Kami bercakap tentang keperluan untuk menyimpan tenaga pada skala yang kerdil apa -apa yang sedang beroperasi - kira -kira seribu kali lebih banyak daripada apa yang semua kemudahan hidro dipam Britain dapat memberikan gabungan. Itu bukan kesilapan.
Jadi apakah pilihan untuk penyimpanan tenaga berskala besar?
Di sinilah perkara menjadi menarik, kerana tidak ada satu penyelesaian sihir. Teknologi penyimpanan yang berbeza cemerlang pada perkara yang berbeza, dan apa yang berfungsi untuk menyimpan tenaga selama beberapa jam tidak kelihatan seperti apa yang anda perlukan untuk penyimpanan bermusim.
BateriDapatkan semua tajuk utama, dan untuk alasan yang baik - mereka bertambah cepat dan bekerja dengan cemerlang untuk storan jangka pendek -. Tetapi inilah tangkapan: Bateri mahal apabila anda menaikkan mereka untuk menyimpan hari atau minggu yang bernilai elektrik negara. Ekonomi tidak berfungsi lagi untuk penyimpanan tenaga berskala besar di luar mungkin 4- 6 jam sandaran. Mereka hebat untuk melicinkan benjolan, kurang hebat untuk merapatkan angin rendah dua minggu.
Hydro dipamAdakah yang boleh dipercayai lama - pam air ke atas apabila anda mempunyai elektrik yang berlebihan, biarkan ia berjalan kembali melalui turbin apabila anda memerlukan kuasa. Ia berfungsi, ia terbukti, dan ia agak cekap. Masalahnya? Geografi. Anda memerlukan medan yang betul dengan takungan yang sesuai, dan kebanyakan tapak yang baik telah diambil. Membina projek hidro yang dipam baru berjalan ke dalam pelbagai halangan alam sekitar dan perancangan.
Penyimpanan udara termampatBunyi pintar - Gunakan elektrik yang berlebihan untuk memampatkan udara ke dalam gua bawah tanah, kemudian lepaskannya untuk memandu turbin kemudian. Tetapi ia tidak pernah benar -benar diambil secara komersil. Kecekapan perjalanan - tidak bagus, dan anda memerlukan formasi geologi tertentu.
Kemudian adaPenyimpanan hidrogen, yang mungkin terdengar eksotik tetapi mungkin penyelesaian yang paling praktikal untuk penyimpanan tenaga berskala besar dalam tempoh yang panjang. Konsep ini cukup mudah: Gunakan elektrik yang boleh diperbaharui yang berlebihan untuk memecah air ke dalam hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Simpan hidrogen, kemudian membakarnya di loji kuasa atau menjalankannya melalui sel bahan bakar apabila anda memerlukan elektrik lagi.
Mengapa hidrogen terus muncul dalam perbualan ini
Perkara mengenai penyimpanan hidrogen yang menjadikannya menonjol bukan kecekapan - Ia sebenarnya tidak cekap berbanding bateri, kehilangan 60-70% tenaga dalam perjalanan bulat. Tetapi kecekapan bukan segalanya. Apa yang penting untuk penyimpanan tenaga berskala besar adalah kos per unit kapasiti penyimpanan, dan ini adalah di mana hidrogen dalam gua garam menjadi menarik.
Gua garam adalah luar biasa untuk tujuan ini. Anda boleh penyelesaian - lombong mereka (pada dasarnya larut garam keluar dengan air), dan mereka secara semula jadi dimeteraikan dan stabil. Lebih penting lagi, mereka besar. Satu gua tunggal boleh menyimpan hidrogen yang cukup untuk menghasilkan gigawatt - jam elektrik. Dan tempat -tempat seperti Britain - bersama -sama dengan banyak negara lain - mempunyai deposit garam yang besar di bawah tanah yang dapat menampung kapasiti penyimpanan besar -besaran yang kita bicarakan.
Ekonomi juga berfungsi dengan cara yang berbeza. Dengan bateri, skala kos anda secara linear dengan kapasiti - menggandakan storan, dua kali ganda harga. Dengan hidrogen dalam gua garam, bahagian yang mahal adalah peralatan elektrolisis dan sel bahan api (atau loji kuasa) untuk menukar kembali ke elektrik. Storan itu sendiri? Agak murah seunit sebaik sahaja anda menggali gua. Ini menjadikannya unik untuk menyimpan sejumlah besar tenaga yang mungkin duduk di sana selama berbulan -bulan sebelum anda memerlukannya.
Masalah masa tidak ada yang suka dibincangkan
Di sinilah cita -cita dasar terhempas ke dalam realiti fizikal: Membina infrastruktur ini memerlukan masa. Banyak masa. Penyelesaian Perlombongan A Salt Cavern bukanlah sesuatu yang anda lakukan pada hujung minggu. Kami bercakap tahun untuk satu gua, dan anda memerlukan banyak daripada mereka. Kemudahan elektrolisis hidrogen, saluran paip, peralatan penjanaan kuasa - semua ini memerlukan bukan hanya wang tetapi tempoh masa pembinaan yang dilanjutkan.
Sekiranya UK (atau mana -mana negara) serius mahu penyimpanan tenaga berskala besar siap apabila mereka memerlukannya, pembinaan perlu bermula lebih kurang sekarang. Tidak dalam masa lima tahun selepas satu lagi kajian kelayakan, tetapi sekarang. Jurang antara "kita mungkin perlu memikirkan perkara ini" dan "kita sangat memerlukan operasi ini" menutup lebih cepat daripada orang yang menyedari.
Bolehkah ia mengendalikan permintaan walaupun?
Kembali ke soalan asal: Sistem penyimpanan tenaga berskala besar secara teorinya dapat mengendalikan permintaan, tetapi hanya jika kita membina cukup dari masa ke masa dan mencampurkan teknologi yang berbeza dengan sewajarnya. Anda mahu bateri untuk jam - ke - jam mengimbangi, mungkin beberapa hidro dipam di mana tersedia, dan penyimpanan hidrogen besar -besaran untuk tempoh yang panjang generasi yang boleh diperbaharui rendah.
Kekangan sebenar bukan teknologi - ia adalah kemahuan dan pelaburan. Sistem yang kita perlukan secara teknikal boleh dilaksanakan tetapi memerlukan komitmen dan perbelanjaan sekarang untuk faedah yang merasakan abstrak kepada banyak orang. Infrastruktur hidrogen tidak membuat siaran akhbar yang menarik seperti ladang solar baru, walaupun ia sama pentingnya.
Terdapat juga soalan tentang bagaimana anda membuat mekanisme pasaran yang memberi insentif kepada kapasiti penyimpanan bangunan yang mungkin duduk diam sepanjang masa. Pasaran elektrik tradisional tidak direka untuk keperluan fleksibiliti seperti ini. Seseorang perlu membayar untuk membina dan mengekalkan rizab penyimpanan besar -besaran walaupun selama bertahun -tahun apabila corak cuaca baik dan anda hampir tidak menggunakannya.
Apa yang perlu berlaku
Untuk penyimpanan tenaga berskala besar untuk mengendalikan permintaan apabila kita beralih kepada pembaharuan, beberapa perkara perlu diselaraskan. Rangka kerja pelaburan perlu mengenali nilai storan yang jarang digunakan tetapi kritikal penting - seperti insurans yang anda harap anda tidak pernah menuntut. Kebenaran perancangan dan penilaian alam sekitar perlu bergerak lebih cepat tanpa mengorbankan pengawasan yang betul. Dan secara jujur, orang ramai perlu memahami bahawa "masa depan tenaga bersih" termasuk banyak infrastruktur yang tidak glamor tetapi sangat diperlukan.
Alternatifnya tidak menarik. Tanpa penyimpanan tenaga berskala besar yang mencukupi, anda ditinggalkan dengan sandaran bahan api fosil, yang mengalahkan tujuan itu, atau menerima pemadaman berkala apabila pembaharuan tidak dapat memenuhi permintaan, yang tiada siapa yang mahu. Atau anda secara besar -besaran melampaui kapasiti boleh diperbaharui ke titik di mana anda jarang menghadapi kekurangan - tetapi itu secara ekonomi membazir dan tanah - intensif.
Penyimpanan bukan topik paling seksi dalam dasar tenaga, tetapi mungkin yang paling penting kita tidak memberi perhatian yang cukup. Sama ada penyimpanan tenaga berskala besar boleh mengendalikan permintaan bergantung kepada keupayaan teknikal dan lebih banyak sama ada kita bersedia membinanya pada skala yang diperlukan sebelum kita memerlukannya. Dan tingkap itu ditutup lebih cepat daripada kebanyakan orang menyedari.