Buitenkant van het door Dinorwig gepompt opslagsysteem, Electric Mountain. Afbeelding: Door Takver, via Wikimedia Commons
Nieuwe manieren om hernieuwbare elektriciteit op te wekken, bieden goedkope opgeslagen energie en een oplossing voor een evenwicht tussen vraag en aanbod.
Het vinden van effectieve manieren om energie op te slaan totdat het nodig is, is een belangrijk obstakel voor de revolutie in hernieuwbare elektriciteit, maar twee nieuwe mechanische systemen betekenen dat goedkoop opgeslagen vermogen binnenkort overal beschikbaar kan zijn.
Goedkoper dan batterijen, beide hebben het voordeel dat ze binnen een seconde na het inschakelen vol vermogen kunnen produceren. En de energie die ze genereren, kan ook maanden worden opgeslagen zonder stroomverlies.
Hoewel ontwikkeld door verschillende teams volledig onafhankelijk en met verschillende markten in het achterhoofd, hebben de twee systemen grote overeenkomsten. Ze gebruiken overtollige elektriciteit uit hernieuwbare energiebronnen (wind- of zonne-energie) om een gewicht naar een mijnschacht of een berg te lieren. Wanneer er behoefte is om meer elektriciteit te genereren, wordt het gewicht vrijgegeven om weer naar de bodem te vallen, waardoor turbines eraan worden bevestigd door kabels en zo direct stroom aan het net wordt geleverd.
Eén systeem voorziet in het helpen van populaties op geïsoleerde eilanden of op droge plaatsen waar conventionele hydro-elektriciteit niet beschikbaar is, maar waar overtollige zon en windenergie heel veel zand of duizenden meters berghelling kan sjouwen.
Het systeem combineert een techniek die bekend staat als Bergzwaartekracht Energieopslag (MGES) met waterkracht, is voorgesteld door IIASA, het in Oostenrijk gevestigde International Institute for Applied System Analysis, en is beschreven in het tijdschrift Energie. Hiermee kan de energie maanden worden opgeslagen.
"Regio's met hoge bergen kunnen belangrijke energieopslaghubs op lange termijn worden"
Als een waterbron halverwege of verder op een berg beschikbaar is, kunnen de lege containers dichter bij de top worden gevuld, waardoor het systeem nog financieel aantrekkelijker wordt.
Julian Hunt, een onderzoeker bij IIASA, zei dat kranen gebouwd op een bergtop zand of grind naar de top zouden vervoeren, net als een skilift. Hij zei: “Een van de voordelen van dit systeem is dat zand goedkoop is en, in tegenstelling tot water, niet verdampt - zodat je nooit potentiële energie verliest en het ontelbare keren kan worden hergebruikt. Dit maakt het vooral interessant voor droge gebieden. ”
In tegenstelling tot waterkrachtsystemen die beperkt waren tot een hoogteverschil van 1,200-meters, konden MGES-installaties verschillen van meer dan 5,000m aan.
“Regio's met hoge bergen, bijvoorbeeld de Himalaya, Alpen en Rocky Mountains, kunnen daarom belangrijke energieopslaghubs op lange termijn worden. Andere interessante locaties voor MGES zijn eilanden zoals Hawaii, Kaapverdië, Madeira en de Pacifische eilanden met steil bergachtig terrein, "zei Dr Hunt.
50-jarig bestaan
Het mijnschachtsysteem, ontwikkeld door Gravitricity en gevestigd in de Schotse hoofdstad Edinburgh, is ontworpen om gewichten van 500 tot 5,000 ton te gebruiken. Het bedrijf schat dat zijn systeem minimaal 50 jaar meegaat zonder slijtage en zal werken met 80 tot 90% efficiëntie, het aanbieden van "enkele van de beste eigenschappen van lithiumbatterijen" tegen kosten ver onder hen.
Het gebruikt hetzelfde principe als MGES, maar vertrouwt op oude mijnen uit de kolenindustrie, waar het overtollige energie gebruikt om gewichten van de onderkant van de schacht naar de top te brengen. Veel schachten, soms duizenden voet diep, blijven in zwaar geïndustrialiseerde gebieden van Europa.
Afhankelijk van de behoefte kan de installatie van Gravitricity worden ingesteld om binnen enkele seconden tussen één en 20 megawatt piekvermogen te produceren, en afhankelijk van de vereiste output kan deze tussen 15 minuten en acht uur werken.
Gravitricity zegt dat het al veel belangstelling heeft van industriële partners en werkt aan een demonstratieproject.
Er is al een ander type generatie- en opslagsysteem in gebruik in het VK, bekend als pompopslag, dat afhankelijk is van het overbrengen van water van het ene ondergrondse reservoir naar het andere. Het is in gebruik om Dinorwig in Noord-Wales, waar het bekend staat als Electric Mountain. - Climate News Network
Over de auteur
Paul Brown is de gezamenlijke redacteur van Climate News Network. Hij is een voormalig milieucorrespondent van de Guardian en schrijft ook boeken en doceert journalistiek. Hij is te bereiken op [e-mail beveiligd]
Aanbevolen boek:
Wereldwijde waarschuwing: de laatste kans op verandering
door Paul Brown.
Broeikaseffect is een toonaangevend en visueel verbluffend boek
Dit artikel is oorspronkelijk verschenen Climate News Network
