Чтобы не занимать ценную землю для размещения систем хранения энергии, учёные из Института Фраунгофера предложили необычное, но вполне реализуемое решение — использовать глубины океана. В рамках проекта StEnSea (Stored Energy in the Sea), начатого в 2011 году, специалисты изучают возможность хранения энергии с помощью гигантских полых бетонных сфер, установленных на морском дне на глубине до 800 метров.
Как это работает?
Принцип работы таких сфер довольно прост. В пустом состоянии сфера считается «заряженной». При открытии клапана внутрь устремляется морская вода под давлением, вращая турбину и вырабатывая электричество. Чтобы перезарядить систему, воду выкачивают обратно наружу, используя энергию из электросети.
Каждая такая сфера диаметром около 9 метров весит 400 тонн и рассчитана на срок службы от 50 до 60 лет. Они закрепляются на дне океана для обеспечения стабильной работы. Ранее Fraunhofer уже испытывал уменьшенную модель в озере Боденское в Европе, а к 2026 году планирует опустить полноразмерный прототип у побережья Лонг-Бич, недалеко от Лос-Анджелеса. Ожидается, что он будет вырабатывать 0,5 мегаватта энергии при ёмкости 0,4 мегаватт-часа — достаточно, чтобы обеспечить энергией типичное американское домохозяйство в течение примерно двух недель.
Долгосрочная цель проекта — масштабирование технологии до более крупных сфер диаметром до 30 метров. По оценкам специалистов, глобальный потенциал хранения энергии с помощью StEnSea может составить около 817 000 гигаватт-часов — этого хватит, чтобы снабжать электричеством 75 миллионов домов в Германии, Франции и Великобритании в течение целого года.
Стоимость хранения энергии оценивается в 5,1 цента США за киловатт-час, а капитальные затраты — в 177 долларов США за киловатт-час мощности. Эти расчёты основаны на проекте, состоящем из шести сфер с общей выходной мощностью 30 мегаватт и объёмом хранения 120 мегаватт-часов.
По мнению исследователей, технология StEnSea может эффективно использоваться для стабилизации энергосистем, регулировки частоты и обеспечения резервных мощностей. Также она подходит для так называемого энергетического арбитража — покупки дешёвой энергии с последующей продажей по более высокой цене.
В перспективе StEnSea может стать серьёзной альтернативой традиционным гидроаккумулирующим станциям. Её преимущество — независимость от рельефа местности: если для гидроаккумуляции нужны два водоёма на разных высотах, то бетонные сферы можно размещать в разных точках по всему миру без использования суши.
Проект уже привлёк внимание властей США: Министерство энергетики выделило на его развитие 4 миллиона долларов и внимательно следит за его реализацией у берегов Калифорнии.
