Η Qnetic αναπτύσσει σύστημα αποθήκευσης με σφονδύλους διάρκειας έως 12 ωρών, με στόχο χαμηλότερο κόστος και μικρότερη εξάρτηση από κρίσιμες πρώτες ύλες
Παρά τη θεαματική στροφή της ομοσπονδιακής ενεργειακής πολιτικής πέρυσι, οι ΑΠΕ συνεχίζουν να αναπτύσσονται στις ΗΠΑ, ιδιαίτερα στον τομέα της ηλιακής ενέργειας. Αυτό εξηγεί γιατί ο ανταγωνισμός στον κλάδο της αποθήκευσης ενέργειας γίνεται ολοένα και πιο έντονος.
Μεταξύ των τελευταίων εξελίξεων είναι και η αναβίωση μιας πολύ παλιάς τεχνολογίας: των σφονδύλων (σ.σ: flywheels).
Αρχικά χρησιμοποιήθηκαν από αγγειοπλάστες ήδη από το 6.000 π.Χ., ενώ σήμερα αξιοποιούνται, μεταξύ άλλων, στην αεροδιαστημική και την αυτοκινητοβιομηχανία και πλέον αναδεικνύονται ως λύση υποστήριξης της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας.
Η κούρσα για την αποθήκευση ενέργειας μεγάλης διάρκειας εντείνεται
Οι σφόνδυλοι διεκδικούν θέση στον εξειδικευμένο τομέα της αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης διάρκειας. Σύμφωνα με το σημείο αναφοράς του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, αυτό σημαίνει δυνατότητα αποθήκευσης τουλάχιστον 10 ωρών, ενώ ιδανικά οι τεχνολογίες αυτές μπορούν να φτάσουν σε διάρκεια πολλών ημερών ή και περισσότερο.
Μέχρι σήμερα, η αντλησιοταμίευση αποτελεί μακράν τη μεγαλύτερη πηγή αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας και μεγάλης διάρκειας στις ΗΠΑ, καλύπτοντας περίπου το 95% της αγοράς.
Ωστόσο, η διαθεσιμότητά της είναι διαφορετικό ζήτημα. Πρόκειται για μια ακριβή επένδυση, που εξαρτάται από μεγάλες υποδομές και περιορίζεται από τη διαθεσιμότητα των απαραίτητων φυσικών πόρων, δηλαδή νερού και υψομετρικών διαφορών.
Οι νέες εξελίξεις στον τομέα αναμένεται τελικά να διευρύνουν τις δυνατότητες της αντλησιοταμίευσης. Ωστόσο, προς το παρόν οι περιορισμοί παραμένουν, αφήνοντας σημαντικό περιθώριο για εναλλακτικές τεχνολογίες.
Σε αυτό το πεδίο υπάρχει επίσης χώρος για τους σφονδύλους. Η τεχνολογία των μπαταριών ιόντων λιθίου έχει βελτιωθεί, αλλά όχι σε βαθμό που να μπορεί να ανταγωνιστεί στην αγορά αποθήκευσης μεγάλης διάρκειας.
Παράλληλα, έχουν εμφανιστεί και άλλες λύσεις χωρίς μπαταρίες, κυρίως στον τομέα της θερμικής αποθήκευσης, όπου η πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια χρησιμοποιείται για τη θέρμανση ειδικών τούβλων ή μονάδων αποθήκευσης.
Μια ακόμη τεχνολογία που κερδίζει έδαφος τα τελευταία χρόνια είναι η αποθήκευση με πεπιεσμένο αέρα. Μέχρι στιγμής, όμως, η ανάπτυξή τους παραμένει αργή, αφήνοντας περιθώριο για νέα συστήματα, όπως οι σφόνδυλοι.
Το πλεονέκτημα της Qnetic
Τα τελευταία νέα στον χώρο των σφονδύλων προέρχονται από τη startup Qnetic. Η εταιρεία, με έδρα στις ΗΠΑ και την Κίνα, στοχεύει σήμερα στην αγορά συστημάτων αποθήκευσης διάρκειας έως 12 ωρών.
Το σχέδιο προβλέπει την κατασκευή του νέου της συστήματος Pulsar στις ΗΠΑ, ενώ αυτή την περίοδο κατασκευάζει στην Κίνα μια μονάδα δοκιμών, την οποία χαρακτηρίζει ως «τη μεγαλύτερη αποκλειστικά αφιερωμένη εγκατάσταση δοκιμών σφονδύλων στον κόσμο».
«Η ειδικά σχεδιασμένη εγκατάσταση δοκιμών, που βρίσκεται στο Τεχνολογικό Κέντρο της Qnetic στη Σαγκάη, αποτελεί επένδυση άνω του ενός εκατομμυρίου δολαρίων και θα λειτουργήσει ως η βασική εγκατάσταση της εταιρείας για την επαλήθευση της απόδοσης, της ασφάλειας και της αξιοπιστίας των συστημάτων σφονδύλων νέας γενιάς», αναφέρει η Qnetic.
Μέχρι στιγμής, όλα εξελίσσονται σύμφωνα με τον σχεδιασμό. Νωρίτερα αυτόν τον μήνα, η Qnetic ανακοίνωσε ότι οι εργασίες εκσκαφής και θεμελίωσης προχωρούν κανονικά, ενώ συνεχίζεται και η ανάπτυξη ενός πρωτοτύπου Pulsar χωρητικότητας 200 kWh.
Η εταιρεία εκτιμά ότι το Pulsar θα προσφέρει αποθήκευση ενέργειας μεγάλης διάρκειας με κόστος κύκλου ζωής χαμηλότερο από αυτό των μπαταριών ιόντων λιθίου, περιορίζοντας παράλληλα τον κίνδυνο πυρκαγιάς στο ελάχιστο και μειώνοντας, αν όχι εξαλείφοντας, τους κινδύνους στην εφοδιαστική αλυσίδα που σχετίζονται με κρίσιμες πρώτες ύλες.
«Σε αντίθεση με τις μπαταρίες, που αποθηκεύουν ενέργεια μέσω χημικών διεργασιών, οι σφόνδυλοι αποθηκεύουν κινητική ενέργεια περιστρέφοντας έναν ρότορα σε εξαιρετικά υψηλή ταχύτητα μέσα σε θάλαμο κενού», εξηγεί η Qnetic.
«Όταν απαιτείται ηλεκτρική ενέργεια, η περιστρεφόμενη μάζα κινεί μια γεννήτρια που επιστρέφει την ενέργεια στο δίκτυο. Επειδή η διαδικασία δεν περιλαμβάνει ηλεκτροχημικές αντιδράσεις, τα συστήματα σφονδύλων μπορούν να λειτουργούν επί δεκαετίες με υψηλή απόδοση, προσφέροντας ταυτόχρονα ταχύτατη απόκριση», προσθέτει η εταιρεία.
Ακολουθώντας τη χρηματοδότηση
Όσον αφορά τις επιδόσεις του νέου συστήματος αποθήκευσης, η εταιρεία αναφέρει ότι ένα έργο της Qnetic «έχει τη δυνατότητα να αποφέρει διπλάσια έσοδα κάθε ημέρα σε σχέση με ένα αντίστοιχο σύστημα μπαταριών λιθίου».
Αυτό μένει να αποδειχθεί, ωστόσο η Qnetic σημειώνει ότι το πρόγραμμα αξιολόγησής της πριν από την εμπορική διάθεση περιλαμβάνει πιστοποίηση από τον ανεξάρτητο οργανισμό Electric Power Research Institute (EPRI), με έδρα την Καλιφόρνια και διεθνή παρουσία.
Σε τεχνική ενημέρωση που δημοσίευσε τον περασμένο Οκτώβριο, το EPRI περιέγραψε τον τρόπο με τον οποίο η Qnetic επιδιώκει να διαφοροποιηθεί από άλλες εταιρείες στον τομέα των σφονδύλων:
«Η Qnetic Corporation αναπτύσσει μια τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με σφόνδυλο που χρησιμοποιεί έναν περιστρεφόμενο ρότορα για την αποθήκευση κινητικής ενέργειας. Το σύστημά της χρησιμοποιεί έναν ρότορα υψηλής ταχύτητας ύψους 15 ποδιών (4,5 μέτρων), κατασκευασμένο από ανθρακονήματα, ώστε να επιτυγχάνει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα σε σχέση με βαρύτερους ρότορες χαμηλότερης ταχύτητας.
Ο ρότορας αυτός λειτουργεί μέσα σε κενό και αιωρείται μαγνητικά μέσω απωστικών μόνιμων μαγνητών, εξαλείφοντας τη φθορά και τις μηχανικές απώλειες από την τριβή, που αποτελούν βασική αδυναμία των σημερινών τεχνολογιών σφονδύλων.
Η Qnetic σχεδιάζει αρχικά να διαθέσει στην αγορά μονάδα χωρητικότητας 500 kWh και στη συνέχεια μονάδα 1.000 kWh, με δυνατότητα εκφόρτισης σε χρονικό διάστημα 4-12 ωρών και απόδοση πλήρους κύκλου περίπου 85%».
Η παρουσίαση αυτή φαίνεται ότι προσέλκυσε το ενδιαφέρον της επενδυτικής κοινότητας. Τον Μάρτιο, η Qnetic ανακοίνωσε ότι εξασφάλισε χρηματοδότηση ύψους 7,1 εκατ. δολαρίων μέσα σε διάστημα 12 μηνών, συμπεριλαμβανομένου γύρου χρηματοδότησης 5 εκατ. δολαρίων φέτος και εκστρατείας συμμετοχικής χρηματοδότησης ύψους 2,1 εκατ. δολαρίων πέρυσι.
Τα κεφάλαια προορίζονται για το νέο εργοστάσιο της εταιρείας στην Καλιφόρνια, αρχικά για την παραγωγή μικρής κλίμακας του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας Q500.
Η Qnetic αναφέρθηκε επίσης στη συμφωνία πιστοποίησης με το EPRI, καθώς και σε αντίστοιχη συμφωνία με το εργαστήριο του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ, γνωστό παλαιότερα ως National Renewable Energy Laboratory (NREL).
Η συνεργασία με το NREL παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον, καθώς το εργαστήριο είχε δημοσιεύσει το 2021 έκθεση που εξέταζε τις παραδοχές, τους περιορισμούς και τις ευκαιρίες στον τομέα των υβριδικών συστημάτων αποθήκευσης, συμπεριλαμβανομένων των μηχανικών τεχνολογιών.
Πιο πρόσφατα, το Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) του Υπουργείου Ενέργειας επικεντρώθηκε στις δυνατότητες των μπαταριών ιόντων λιθίου να αυξήσουν τα έσοδα των υδροηλεκτρικών συστημάτων, με θετικά αποτελέσματα για μπαταρίες μικρής διάρκειας, μόλις δύο ωρών. Στο πλαίσιο αυτό, η αμερικανική startup Torus εργάζεται ήδη πάνω σε συνδυασμό σφονδύλου και μπαταρίας.
Το βραβευμένο πρόγραμμα ανάπτυξης σφονδύλων του PNNL θα μπορούσε επίσης να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο στο μέλλον, επομένως αξίζει να παρακολουθεί κανείς την πιθανή εμφάνιση υδροηλεκτρικών συστημάτων ενισχυμένων με τεχνολογία σφονδύλων.
www.worldenergynews.gr
