Mindig kíváncsi, miért van ilyen kevés áramszünet az Egyesült Államokban? Ennek lényege: az erőművek mindig több energiát termelnek, mint amennyit az emberek igényelnek.
kapcsolodo tartalom
- Előre töltés: Az elemek jövője
- Öt kérdés, amelyek felmerülhetnek a kaliforniai új Tesla-hajtású akkumulátor-bankról
Amint villamos energiát állítanak elő, az elektronok áramvezetékeken keresztül áramolnak otthonokba, üzletekbe, iskolákba és kórházakba - bárhol is van rá igény. Több villamos energiát termel, mint amennyit a hálózatüzemeltetők elvárnak, hogy fogyasszanak, így amikor egy kapcsolót megfordít, akkor világít egy fény.
Függetlenül attól, hogy ténylegesen bekapcsolja-e a lámpákat, az erőművek továbbra is forognak turbinájukban, készen állnak arra, hogy egy pillanatra előre jelezzék a hálózatot.
Ez a túlzott energiatermelő kapacitás problémája súlyosabb éjjel, amikor a kereslet nagyon alacsony, és a szükséges és rendelkezésre álló energiamennyiség közötti különbség még nagyobb. Ez elriasztja egyes megújuló energiaforrások, különösen a szélenergia használatát, amely többnyire éjszaka fut, amikor a szél a legerősebb (és amikor az emberek kevesebb energiát fogyasztanak). Röviden: sok energiát, és ami a legfontosabb, a tiszta villamos energiát, rossz időben állítják elő.
Itt jön be az energiatárolás. Az energia tárolása, amikor elkészíti, és elengedése, amikor szükséges, segít megőrizni a hálózat megbízhatóságát, és előkészíti az utat a szakaszos megújuló energiaforrások, például a szél és a napenergia bevezetésére a keverékbe.
Az energia- és technológiai társaságok évek óta azon dolgoznak, hogy kiküszöböljék a kereslet és a kínálat közötti eltéréseket, és az akkumulátorok váltak a villamosenergia-tárolás legfontosabb versenyzőjévé. A Tesla Inc. például több mint 600 millió dollárt fektetett a Nevada állambeli Gigafactory-ba, hogy tömeges mennyiségű lítium-ion akkumulátort készítsen.
De az egyik alabamai villamosenergia-társaság más helyet talált arra, hogy nagy mennyiségű fölösleges energiát tegyen a sóbarlangokba. Fél mérföldes föld alatti sóbarlang, amely illeszkedik a Szabadság-szoborhoz, a Power South Energy Cooperative leghatékonyabb erőforrását: a levegőt tartalmazza.
A szövetkezet 25 éve mesterképzést gyakorol a levegő sűrítéséről, a föld alatti sóbarlangban való tárolásáról és az áramtermelésről. A McIntosh-i erőmű az alabamai McIntosh-ban az egyetlen közüzemi méretű sűrített levegő-tároló (CAES) létesítmény az Egyesült Államokban, és a világon csak egy maroknyi.
Éjszaka, miközben alszol és készülékei pihennek, a növény a hálózatból származó felesleges villamos energiát használja a levegő sűrítéséhez és a föld alatti szivattyúzásához.
"A só gyönyörű tárolási mechanizmus" - mondja Lee Davis, a McIntosh üzemvezetője.
Ennek oka az, hogy a barlangok nagy, átjárhatatlan tereket biztosítanak. A sűrített levegő sűrített marad, és a levegőben lévő oxigén nem reagál a sóval.
Itt a levegőt 650 és 1058 PSI közötti nyomáson tárolják, ami a nagynyomású olajkút nyomásának körülbelül egytizedét jelenti.
Amikor az emberek nap folyamán energiát igényelnek, a levegőt egy helyszíni földgáz egységbe engedik, ahol a földgázzal melegítik, elégetik, és még melegebb gázáramot termelnek, amely turbinát fordít és áramot termel.
Felülről nézve a McIntosh üzem egy szokásos földgázerőműnek tűnik, ám közvetlenül a felszín alatt fél mérföld alatt fekszik az egyedi energiatároló mechanizmus. (Jóvoltából a Power South Energy Cooperative) A sűrített levegő kulcsfontosságú eleme az áramtermelésnek minden gázüzemben; ez a kritikus elem, amely a gázt elégetik, és így a turbina forog a gázáramban. A tipikus földgázüzemekben a sűrített levegő előállítása a berendezés üzemeltetésének leginkább energiaigényes része - a turbina által generált energia több mint felét egyszerűen visszajuttatják a rendszerbe a levegő összenyomása érdekében.
A McIntosh CAES üzem azonban az energiatermelési folyamattól függetlenül képes a levegő összenyomására, amikor ez a leggazdaságosabb, mert van helye tárolására - a sóbánya. Az üzemnek elegendő tárolt levegője van ahhoz, hogy a 110 megawattos turbina 26 órán keresztül energiát generáljon, akár 110 000 házat táplálva.
A levegő éjszakai tömörítésével, amikor az elektromosság olcsó és bőséges, a turbina kimenetének a sűrítésre történő felhasználása helyett az üzem kevesebb földgázt használ fel ugyanazon mennyiségű villamos energia előállításához. Ez lehetővé teszi a tiszta áramforrások felhasználását a tömörítéshez.
Noha a McIntosh üzem jelenleg nem működik közvetlenül együtt megújuló növényekkel, természetesen ez is lehetséges, és ez a legfontosabb ötlet. A levegő tömörítéséhez felhasznált villamos energiát szélturbinák állíthatják elő, ahogyan azt a West Texas-i Bethel Energy Center tervezi. Az Apex CAES LLC 100 millió dollárt gyűjtött be a Központ számára, amely fejlesztés esetén egy széltel kiegészített CAES létesítmény lenne. A Központ azt tervezi, hogy éjszaka a közeli szélturbinák által termelt villamos energiát használja a levegő sűrítéséhez, és a nap folyamán a levegőt egy gázturbinába táplálja.
Tekintettel a földgázüzemek növekedésére az egész országban, a sűrített levegővel történő tárolás lehetőséget kínál a megújuló energiák integrálására és végül kevesebb gáz elégetésére.
A sűrített levegő azonban nem csodaszer. Noha a földgázüzemek viszonylag olcsók építése és üzemeltetése, a földgáz alacsony ára azt is jelenti, hogy kevésbé van ösztönzés az erőművek alternatíváinak felkutatására vagy a gázt megtakarító lehetőségek telepítésére.
A földgáz alacsony költségeivel és a viszonylag új technológia bevezetésével járó kockázat miatt, amelynek nevében kevés projekt működik, nehéz a számokat a CAES számára kidolgozni. A Bethel Energiaközpont projekt 2011 óta fejlesztés alatt áll, és még be kell szereznie a szükséges további 400 millió dolláros tőkét.
"Valami újat és eltérést nem könnyű leszerezni" - mondja Stephen Naeve, az Apex CAES COO vezérigazgatója.
Más tesztprojektek kudarcot vallottak a magas fejlesztési költségek miatt - kezdve a bányászati folyamat során keletkezett sóoldat ártalmatlanításának költségeitől egészen annak a helynek a felfedezésének kockázatáig, amely földrajzilag alkalmatlannak bizonyulhat. Ami a tárolási versenyt illeti, az akkumulátorok sok szempontból rugalmasabbak, mivel közelebb helyezhetők el az energiaigény felé, bár az Apex szerint hosszú távon az akkumulátorok (legalábbis egyelőre) jelentősen drágábbak.
A Power South Energy Cooperative azonban továbbra is élvezné a sós beszélgetést más CAES-szövetségesekkel. Valójában a McIntosh létesítmény vonzza a látogatókat Kaliforniából, Utahból, New Yorkból és Idahoból.
Ha a só a gázüzemek hatékonyságának növelésére és a megújuló energiaforrások felhasználására szolgál, akkor kérjük, adja át a sót.
Szerkesztő megjegyzés: A cikk egy korábbi verziója eredetileg tévesen állította, hogy több energiát küldnek a hálózatra, mint amennyit igényelnek, azaz ahol pazarolják. Valójában a fölösleges energiát pazarolja, mielőtt több folyamaton keresztül a hálózatba továbbítják. A Smithsonian.com sajnálja a hibát.
