Novo lice struje

Kada su iz kompanije Tesla Motors Elona Muska objavili da će početi izrađivati litijumske akumulatore za svoje električne automobile i kada su potpisali ugovor sa Panasonicom o izgradnji tvornice Gigafactory u vrijednosti pet milijardi dolara, ta informacija je u određenim krugovima odjeknula kao krajnji izazov.

Utrka za skladištenje električne energije je počela. Vodi litijumski akumulator firme Tesla Motors. Ali i druge kompanije smatraju da mogu izumiti bolji i jeftiniji akumulator, ne za automobil već za prikupljanje obnovljivih vrsta energije kao što su energija vjetra i solarna te učiniti svjetsku elektroenergetsku infrastrukturu otpornijom i pouzdanijom.

“Ako bih mogao povećati proizvodnju električne energije u državi za 40 posto bez izgrađivanja elektrane, to bi značilo da će cijena električne energije pasti, a količina zagađenja se smanjiti. Ko se ne bi tome radovao?”, kaže Donald Sadoway, izumitelj tečnog akumulatora za kompaniju Ambri, koja postoji već četiri godine i u kojoj smatraju da imaju bateriju koja će promijeniti svijet.

Sastoji se od dva tečna metala i rastvora soli. “Prima struju iz elektroenergetske mreže, pohranjuje je i vratit će je nazad kada bude potrebna”, kaže David Bradwell, tehnološki direktor u kompaniji Ambri.

Postoji blizu desetak kompanija koje rade na proizvodnji različitih baterija, svaka sa jedinstvenom kombinacijom materijala i komponenti. Poznati investitori ulažu velike novce u tu industriju, kladeći se na to koja kompanija će doći do pobjedničke ideje. Kompanija Ambri ima podršku Billa Gatesa i francuske energetske kompanije Total.

U podrume nebodera

Stručnjaci kažu da će prava baterija revolucionirati način na koji se koristi struja u svijetu. “Ova tehnologija se može uporediti s rashladnom tehnologijom”, kazao je Haresh Kamath, programski menadžer pri Institutu za istraživanje električne energije.

“Frižider je revolucionirao lanac opskrbe hranom. Danas ne možemo zamisliti život bez njega. Skladištenje je za elektroenergetsku mrežu isto što i frižider za taj lanac opskrbe. Daje veću fleksibilnost i otpornost lancu opskrbe strujom o kojem u potpunosti ovisimo.”

“Ovo posmatramo kao tržište koje će godišnje donositi višetrilionske prihode”, kazao je izvršni direktor Ambrija Phil Guidice. “Doslovno je tog tipa – ako uspije.”

To je industrija koja ima veliki potencijal. Baterija ima jednostavnu svrhu: skladišti struju. Danas imamo bezbroj baterija koje rade upravo to, ali one su ili preskupe ili nedovoljno pouzdane. “U mnogim slučajevima tehnologija već postoji, ali ekonomija ili regulatorna struktura možda nisu u potpunosti odgovarajuće za upotrebu skladištenja na mreži”, kazao je Kamath.

“U narednih nekoliko godina, ako bude tehničke dobrobiti od skladištenja energije, kompanije će istraživati različite načine primjene tog modela.”

Savršena baterija bi mogla skladištiti solarnu energiju i energiju vjetra, a onda je integrisati u veću elektroenergetsku mrežu kada se ukaže potreba za tim. Bio bi to preokret za obnovljivu energiju.

Onda bi proizvođači struje mogli “učiniti energiju vjetra i solarnu energiju dijelom baznog opterećenja kako bi se mogla crpiti Sunčeva energija čak i onda kada Sunce ne sija”, kazao je Sadoway. “Možete crpiti energiju iz vjetra kada vjetar ne puše. To je snažna ideja.”

Baterije bi se mogle postaviti u podrume nebodera ili bi mogle osigurati rezervno napajanje za cjelokupna naselja. Najveći izazov: baterije tako snažne i pouzdane da mogu zamijeniti elektrane.

“Skladištenjem energije može se smanjiti ukupan broj elektrana koje su potrebne na elektroenergetskoj mreži”,  kazao je Kamath. “To je stoga što morate graditi elektrane da bi se zadovoljile potrebe u periodu najveće potražnje za strujom u bilo koje doba godine.”

Evo jedne informacije u vezi sa strujom koju možda ne znate: Struja se proizvodi onda kada se koristi. Upalite prekidač za svjetlo i generatori proizvode struju. Ne postoji skladište u kojem se pohranjuje električna energija.

Pojedini dijelovi elektroenergetske mreže su napravljeni da bi mogli biti stavljeni u pogon samo nekoliko dana u godini kada je pojačana potrošnja, tokom najtoplijih dana u godini, kada je pojačana upotreba klima-uređaja. Takozvane vršne turbine proizvode struju u tom periodu. “Doslovno u Americi, prosječna vršna turbina radi samo dva posto vremena”, rekao je Giudice. “Možete li zamisliti da vodite hotel koji je pun samo dva posto vremena? To je veoma skup prijedlog.”

Skladištenje struje – i možda prava baterija – moglo bi promijeniti postojeću elektroenergetsku mrežu. Baterija bi mogla služiti kao skladište struje, gdje bi se pohranjivala struja u periodu kada je potrošnja manja, a slala bi se u mrežu onda kada je ljudima najpotrebnija. To bi značilo da više nema potrebe za skupim elektranama koje rade samo tokom najveće potrošnje.

“Ukoliko bismo eliminisali proizvodnju struje u vrijeme pojačane potrošnje i koristili princip skladištenja, to bi u konačnici uštedjelo novac”, kaže Joseph Carbonara, projektni menadžer u oblasti istraživanja i razvoja u njujorškoj kompaniji Con Edison.

Kompanije kao što je Con Edison pomno prate razvoj ove nove tehnologije. Sarađuju sa nekoliko kompanija koje proizvode baterije, uključujući i Ambri, i pomažu im da testiraju svoje proizvode. Ali nova tehnologija nije još u potpunosti osmišljena. Bit će potrebno još pet godina detaljnih testiranja baterija da bi mogle biti spremne za uključenje u mrežu. “Sarađivali smo sa drugima koji rade na jeftinim, pouzdanim i sigurnim tehnologijama”, rekao je Carbonara. “Sada, neka najbolja tehnologija pobjedi.”

Jedan od najproblematičnijih aspekata ovih baterija je cijena. Sadoway kaže da je jeftina proizvodnja ključna.

Ali oblast je tako nova da je i proizvodnja baterija na jednakom eksperimentalnom nivou kao i sama baterija. Stoga je kompanija Ambri dovela stručnjake iz detroitske automobilske industrije da izrade robote koji će sastaviti bateriju. Ovaj projekat je u prototipskoj fazi, ali Sadoway vjeruje da će kompaniji Ambri ovo dati prednost u odnosu na druge baterije, kao što je litijumska firme Tesla Motors.

Lokalni materijali

“Čitav robotski uređaj košta otprilike deset miliona dolara, a ne milijarde dolara kao postrojenje za proizvodnju litijumskih baterija”, kazao je Sadoway.

On zamišlja model u kojim se postrojenja za proizvodnju grade širom svijeta, pri čemu se za izradu baterija koristi lokalni materijali. Vjeruje da će to biti način da se struja dovede u zemlje u razvoju.

“Ako imate struju u zemljama u razvoju, šta dolazi sa njom? Pa, postoje uređaji koji mogu napajati sprave za prečišćavanje vode, što vodi do stvari kao što je sanitacija. To znači da sada vodite život koji nije puko preživljavanje”, rekao je Sadoway.

No, još mnogo toga se mora uraditi prije nego se ta vizija bude mogla realizovati.

“Sve se mora izumiti”, kazao je Sadoway. “Mi mislimo da je izvodivo, ali moramo to dokazati.”

Izvor: Al Jazeera