Первый коммерческий прототип энерго-башни от Energy Vault высотой 60 метров будет построен уже в начале следующего года в кантоне Тичино на юге Швейцарии.
Идея кажется тривиальной, но попробуйте-ка сами придумать нечто похожее по простоте и элегантности. Как можно аккумулировать возобновляемую энергию? А что если поднять при помощи зелёной энергии на специальных тросах ряд особым образом скомпонованных бетонных блоков и потом, если это необходимо для выработки электроэнергии, дать им медленно спускаться вниз под воздействием бесплатной и чистой энергии гравитации? Этот революционный способ аккумулирования энергии придумал стартап Energy Vault из кантона Тичино.
Инвесторы и клиенты со всего мира уже демонстрируют огромную заинтересованность в этой технологии.
Возобновляемые источники чистой энергии — всё это хорошо, правильно, прогрессивно и замечательно. Но что делать, если нет солнца, а ветер утих? Стартап-компания Energy Vault как кажется, нашла ответ на один из центральных вопросов, который постоянно ставится скептиками, а именно, ответ на вопрос, как обеспечить долговременное хранение чистой энергии. До недавнего времени отрицательный ответ на него был главным аргументом в пользу безальтернативности ядерной энергии и минерального топлива, мол, хранить нельзя, а зимними ночами солнечная энергетика не работает.
Вопрос хранения энергии — это и в самом деле «ахиллесова пята» возобновляемых источников энергии. Солнечная энергия и электричество из ветра играет все более важную роль в рамках национальных стратегий перехода на устойчивое развитие в том числе и в энергетической области. В Германии недавно объем такой чистой энергии впервые установил очередной рекорд. Без резкого прогресса в области возобновляемых чистых источников энергии задача сокращения степени использования ископаемого топлива выглядит нерешаемой. Однако еще одной проблемой остается вопрос о том, как хранить возобновляемую энергию и как такая энергетика могла бы быть приспособленной к колебаниям интенсивности энергопотребления в течение дня.
Роберт Пикони вырос в Калифорнии, куда в своё время из Италии эмигрировал его дедушка. Американский предприниматель живет и работает в кантоне Тичино (Швейцария) уже десять лет.
«Два года назад мы начали искать решение этой проблемы», — говорит Роберт Пикони (Robert Piconi), управляющий директор компании Energy Vault.
При этом его компания изначально не хотела вкладывать средства в технологии накопления и хранения энергии, которые в настоящее время пользуются наибольшим спросом, т.е. в аккумуляторы и в батареи.
«Для производства батарей необходимо использовать разного рода металлы и другие химические субстанции, например, литий, который оказывает на окружающую среду более чем вредное воздействие», — отмечает Р. Пикони. Кроме того, энергоэффективность батарей остается пока на неудовлетворительном уровн
Бетонные блоки вместо воды
Решение, найденное Energy Vault, напоминает Вавилонскую башню из дешевых в производстве бетонных блоков весом по 35 тонн каждый. В центре башни расположен специальный кран с шестью стрелами, который способен перемещать эти блоки с использованием возобновляемых источников энергии снизу вверх.
Затем, при необходимости получить энергию, блоки отпускаются и начинают движение вниз под воздействием гравитационной силы, так что накопленная потенциальная энергия преобразуется обратно через кинетическую в электрическую почти без потерь. Процесс зарядки/разрядки в этой «энергоаккумулирующей башне» контролирует специальная компьютерная программа. Учитываются также такие факторы, как ветер, который может оказать давление на блоки и на башню в целом.
Швейцария ищет технологии, которые позволяли бы получать энергию из возобновляемых источников. Один из таких проектов реализуется в кантоне Тичино.
Таким образом, принцип, на котором работает эта система, аналогичен хорошо известному принципу гидроаккумулирующих электростанций, использующих перепад высот двух водохранилищ. Вода подается на более высокий уровень, когда имеется избыток энергии и действуют низкие тарифы на электроэнергию. При высоком потреблении энергии вода спускается из верхнего резервуара в нижний, а электроэнергия продается по более высоким тарифам. Сейчас 96% всей накопленной в мире энергии аккумулируется именно в водоёмах. Но теперь к ним может добавиться принцип «Вавилонской башни».
Обычно в качестве аккумулятора тепла используют воду. Однако теплоаккумулирующими материалами могут служить гравий, щебень, кирпич, бетон.
Роберт Пикони напоминает, что у системы гидроаккумулирования есть очевидные слабые места.
«Такие электростанции могут быть построены только в горных странах, располагающих еще к тому же достаточными водными и финансовыми ресурсами. Кроме того, в этих странах строительство новых аккумулирующих ГЭС стало сейчас гораздо более сложным предприятием, чем раньше, по причине ужесточения экологических и природоохранных норма. А вот наша башня может быть построена где угодно. Стоимость такого проекта намного ниже стоимости строительства новой ГЭС, а КПД достигает 80%, что гораздо выше КПД ныне существующих насосных гидроаккумулирующих электростанций», — подчеркивает Р. Пикони.
Клиенты и инвесторы
По данным компании Energy Vault 120-метровая энергоаккумулирующая башня позволяет накапливать до 35 МВт*ч электроэнергии. Таким объемом энергии можно обеспечить нужды от 2 до 3 тыс. квартир в течение восьми часов. Расходы на строительство одной башни составляют 8-9 млн. швейцарских франков (курс практически равен доллару – ред.).
В середине ноября 2019 года компания Energy Vault, расположенная в муниципальном округе Арбедо-Кастионе (пригород столицы кантона Тичино города Беллинцона), уже подала заявку с целью получения допуска на строительство прототипа, 60-метровой аккумулирующей башни. Цель состоит в том, чтобы при помощи действующего образца довести до ума процесс оптимизации программного обеспечения и параметров движения бетонных блоков.
Если «генеральная репетиция» пройдет успешно, то первая инновационная подъемная установка такого рода может оказаться на рынке уже в середине 2020 года. Потенциальные клиенты уже стоят в очереди на получение права реализации других похожих проектов, что не удивительно: мир давно ждет создания эффективной системы хранения и накопления чистой электроэнергии. О своей заинтересованности реализовать эту технологию уже заявили более ста компаний и их представители в ближайшие месяцы посетят пилотный проект в Тичино, среди них и эмиссары крупнейшей в Индии промышленной группы «Тата».
Читайте по теме. Индия планирует строить гравитационные накопители энергии
