Jak magazynować energię odnawialną

Ogłoszenie pod koniec zeszłego roku rundy finansowania Series A o wartości 26 milionów dolarów dla nowego start-upu Malta Inc. przyciągnęło uwagę z kilku powodów. Pierwszym z nich było pochodzenie start-upu - dwuletnia inkubacja w X (dawniej Google X), tajemniczej fabryce Alphabet Moonshot, z której firma została wydzielona i niezależnie zarejestrowana.

Drugim czynnikiem przyciągającym uwagę był profil inwestorów: runda finansowania była prowadzona przez Breakthrough Energy Ventures, fundusz o wartości 1 miliarda dolarów kierowany przez Billa Gatesa i wspierany przez takich inwestorów jak Jeff Bezos, Michael Bloomberg, Jack Ma i Richard Branson.

"Analogia, której lubię używać, to taka, że system Malta jest jak gigantyczna lodówka".
Adrienne Little, kierownik techniczny ds. wymienników ciepła w firmie Malta

Rozwiązania

Nowe rozwiązanie Malty w zakresie magazynowania energii ma potencjał, aby zrewolucjonizować przyszłość magazynowania energii na skalę sieciową. System może pobierać energię elektryczną z sieci w okresach obfitości i przechowywać ją przez wiele godzin lub dni, czekając do czasu dużego zapotrzebowania, zanim uwolni energię z powrotem do sieci. Mogłoby to rozwiązać wiele problemów związanych z przyjęciem energii odnawialnej do głównego nurtu.

Zaopatrzenie w energię jest jednym z najbardziej palących problemów XXI wieku, a produkcja energii z paliw kopalnych nie zaspokoi potrzeb energetycznych, ani też metody te nie są zrównoważone. Niezależnie od ideologii politycznej czy ekologicznej, energia odnawialna będzie odgrywać główną rolę w przyszłym koszyku energetycznym.

Rozwiązaniem problemu nieciągłości energii odnawialnej jest magazynowanie energii, w dużej ilości. Aby w pełni zastąpić paliwa oparte na węglu, potrzebujemy zdolności do magazynowania dużych ilości energii, aby pokryć okresy, w których energia wiatrowa lub słoneczna nie jest dostępna.

Jak dotąd najlepszą odpowiedzią były baterie litowo-jonowe. Są one jednak wykonane z materiałów, których zasoby są ograniczone i które z czasem staną się równie trudne do znalezienia, jak paliwa kopalne, które mają zastąpić. Rzadkość tych materiałów sprawia, że baterie są drogie, co ogranicza ich przydatność jako rozwiązania globalnego. Ponadto baterie litowo-jonowe muszą być utylizowane z zachowaniem ostrożności, a jak na razie problem recyklingu baterii na dużą skalę pozostaje nierozwiązany.

Kolejny problem tkwi w obecnej architekturze sieci. Zazwyczaj produkcja energii z paliw kopalnych jest zlokalizowana w pobliżu głównych odbiorników, ale w związku z rozwojem energetyki odnawialnej energia jest dostarczana w sposób nieregularny, z dala od odbiorników. To sprawia, że przesyłanie i dystrybucja energii do miejsc o wysokim zużyciu energii jest kosztowne i trudne.

System maltański wykorzystuje energię elektryczną z sieci do wytwarzania ciepła i zimna. Pompa ciepła pobiera ciepło z roztworu zapobiegającego zamarzaniu, obniżając jego temperaturę do -65ºC. W tym samym czasie ciepło jest dodawane do stopionej soli, podgrzewając ją do 565ºC.

Ciepło i zimno są przechowywane w tych temperaturach do czasu, gdy sieć energetyczna ponownie zażąda energii elektrycznej. W tym czasie różnica temperatur jest zamieniana z powrotem na energię elektryczną za pomocą silnika cieplnego, podobnego w działaniu do elektrowni z turbiną parową.

Ponieważ system Malta wykorzystuje zasadniczo tanie materiały, takie jak sól, stal i powietrze, koszt fizycznego systemu jest na tyle niski, że stanowi on atrakcyjne rozwiązanie dla najbardziej krytycznych potrzeb w zakresie magazynowania energii na dużą skalę.

Współpraca

Istotną częścią nowego rozwiązania w zakresie magazynowania energii na Malcie jest technologia wymiany ciepła dostarczona przez Alfa Laval. Jako inwestor i partner w projekcie, Alfa Laval służy nie tylko wiedzą i wsparciem finansowym. "Było dla nas bardzo ważne," mówi Ramya Swaminathan, Dyrektor Generalny firmy Malta, "aby zidentyfikować partnera, inwestora, stronę, która jest wiarygodna na rynku, tak aby ludzie z zewnątrz - klienci - patrzyli na produkt i mówili: 'Och, wasz wymiennik ciepła będzie pochodził z Alfa Laval? Już czujemy się lepiej."

Kluczem do sukcesu w procesie przetwarzania energii elektrycznej w zakładzie Malta jest efektywny transfer ciepła, w którym Alfa Laval jest zdecydowanym liderem w branży. Alfa Laval rozpoczęła rozmowy z zespołem Malta jeszcze na etapie projektu X. To, co zaczęło się jako wstępny projekt wymienników ciepła spełniających unikalne potrzeby Malty, przerodziło się w trwałe zainteresowanie rozwojem konkretnego systemu Malta.

Głębokie doświadczenie i szanowana marka Alfa Laval są natychmiast znane, gdy Malta wspomina o firmie podczas spotkań z klientami. "Przekazuje im to powagę i praktyczność rozwiązania" - dodaje Swaminathan. "Od samego początku było dla nas niezwykle ważne, że mamy ludzi, którzy pracują z wymiennikami ciepła od dziesięcioleci. Ponieważ nie chodzi tylko o samą technologię, ale również o know-how, konserwację, produkcję. To cały ekosystem, który trzeba zebrać razem, aby stworzyć te złożone, duże, wysokowydajne jednostki w prawdziwym systemie."