Стартап Form Energy, финансируемый Биллом Гейтсом и Джеффом Безосом, можно считать одной из самых интересных компаний, которые занимаются проблемой хранения возобновляемой энергии. Компания построит прототип гигаваттного железовоздушного аккумулятора, стоимость которого составляет 10% от стоимости аналогичной литиевой батареи.
Проблема возобновляемой энергетики
Чтобы крупные электросети могли на 100% перейти на возобновляемую энергию, операторы сетей нуждаются в доступных и практичных способах накопления этой энергии. Накопители нужны, чтобы аккумулировать энергию, которая вырабатывается в неудобное время, а затем высвобождать ее, когда спрос оказывается выше выработки.
Также важно учитывать, что колебания выработки могут иметь разную продолжительность. В случае с солнечными электростанциями энергия вырабатывается днем, а тратится ночью. В этой ситуации стабилизировать систему позволяют большие литиевые батареи. Но если речь идет о сезонных колебаниях, то литий плохо подходит для этой цели, поскольку литиевые батареи плохо подходят для длительного хранения. Для таких систем разрабатываются другие варианты хранения энергии, более подходящие для медленных колебаний.
Form Energy работает над такими модульными батареями, в основе которых лежит железная ржавчина.
Как это работает?
Один модуль железовоздушной батареи размером сопоставим со стандартной стиральной машинов. Во время зарядки батарея использует электричество для превращения ржавчины, или оксида железа, в металлическое железо, высвобождая кислород как побочный продукт. Во время разрядки батарей в систему снова вводится кислород, который превращает металлическое железо в ржавчину, высвобождая энергию в процессе.
Эта реакция протекает медленнее, чем мгновенный разряд высокой мощности литиевой батареи. Но намного быстрее, чем вы думаете. Полный цикл разрядки занимает около 100 часов - чуть более четырех дней. Это хорошо подходит для стабилизации энергосистем, выработка энергии в которых зависит от погоды.
Преимущества железовоздушных батарей
Преимущества железовоздушной батареи просты и понятны. Металлическое железо - самая дешевая из доступных форм железа. Оно встречается повсеместно и абсолютно безопасно. Другими компонентами батареи являются вода и воздух.
Батареи занимают довольно много места - на 3 МВт выработки вам потребуется около 0,4 га земли. Но они не загрязняют территорию и легко перерабатываются. Если вам больше не нужны батареи, вы можете извлечь из них железо и продать его.
Наконец, железовоздушные батареи стоят очень дешево. Стоимость такого аккумулятора составляет примерно 10% от стоимости литиевой батареи аналогичного объема.
Ранее в этом году Form Energy объявила о строительстве завода в Западной Виргинии стоимостью $760 млн. Прототип огромного железовоздушного аккумулятора мощностью 10 мегаватт/1 гигаватт-час будет построен на 2 га земли недалеко от генерирующей станции округа Шерберн в Бекере, штат Миннесота. Это расположение удобно близко к Sherco Solar, одной из крупнейших солнечных электростанций США. Батарея будет построена на площадке Xcel Energy, энергетической компании, которая управляет несколькими угольными электростанциями, но уже перевела более половины своей генерирующей мощности на возобновляемые источники.
Эта демонстрационная батарея станет пилотным проектом. Постепенно Xcel перейдет на массовое использование железовоздушных аккумуляторов. «Многодневное хранение поможет нам лучше использовать возобновляемые источники энергии, обеспечивая при этом надежность сети для наших клиентов», - говорит Бриа Ши, старший вице-президент Xcel. Строительство начнется в следующем году, а подключение к сети намечено на 2025.
