Сейчас около 96% мирового объема аккумулируемой энергии приходится на долю гидроаккумулирующих электростанций (ГАЭС). Когда выработка энергии превышает потребление, излишки используются для того, чтобы закачивать воду в верхний резервуар дамбы. Когда спрос повышается, воду выпускают — она вращает турбину и вырабатывает электричество.
Недостаток этой простой и надежной схемы в том, что ГАЭС требуют доступа к воде и строительства водохранилищ с разницей по высоте. Поэтому три четверти всех ГАЭС мира сконцентрированы в десяти странах с подходящей географией, сообщает Quartz.
Швейцарские инженеры из компании Energy Vault предлагают использовать силу гравитации — но без водохранилищ, дамб и ГЭС. Расчет прост: поднимая тяжелый блок вверх, мы запасаем потенциальную энергию. Позволяя ему упасть — получаем ее обратно. Поскольку бетон намного плотнее воды, в блоке можно накопить больше энергии, чем в равном объеме воды.
120-метровый кран с шестью стрелами поднимает 35-тонные бетонные цилиндры, которые хранятся у его основания. Когда появляются излишки солнечной или ветровой энергии, компьютерный алгоритм запускает одну или более стрел, которые поднимают блоки и ставят их один на другой.
Когда потребности в энергии вырастают, мотор снова запускается — но на этот раз благодаря помощи гравитации электричество поступает в сеть.
По расчетам авторов, один такой кран может запасти 20 МВт*ч энергии — достаточно, чтобы обеспечить электричеством 20 швейцарских домов в течение целого дня. Эффективность одной спускоподъемной операции составляет около 85%. Для сравнения: эффективность литий-ионных аккумуляторов — 90%. Однако кран стоит в разы дешевле высокотехнологичной батареи.
Пока Energy Vault проводит испытания на масштабной модели: кран высотой в 20 м с одной стрелой поднимает и опускает блоки весом 500 кг. На его строительство ушло девять месяцев и менее $2 млн. Если такое недорогое решение способно взять на себя хотя бы часть нагрузки по хранению энергии, это серьезно облегчит переход на ВИЭ.
Если добавить в цемент ионы калия, можно запасать энергию в стенах домов и фонарных столбах. Смесь способна накапливать от 200 до 500 ватт на кв. м., а стоимость ее производства ниже, чем у обычного портландцемента.
