Могат ли „водните батерии“ да решат главоблъсканицата със съхранението на енергия?

230-тонният железен цилиндър издава ревящо бръмчене, до момента в който се върти с 600 оборота в минута, задвижвайки помпа, заровена подземен, която внася ново значение в концепцията за побутване вода нагоре по рид.

Далеч от аналогията с невъзможна задача, това е ядрото на португалска електроцентрала, целяща да покаже, че изпомпването на вода на 7 км нагоре в планината може да бъде основна — и търговски жизнеспособна — част от водена енергийна система от възобновима сила.

Построено от испанската компания Iberdrola на цена от €1,5 милиарда, оборудването в скалиста речна котловина в Северна Португалия е известно като помпено-акумулираща централа.

Но осведомените имат друго име за резервоара на върха на планината. Това е „ водна батерия “ — обикновена по идея, комплицирано проектирана и извънредно ефикасен метод за запазване на сила.

Централата Tâmega взема непотребното електричество от мрежата, генерирано най-вече от вятърна и слънчева сила, и употребява го за изпомпване на вода от низък контейнер към горен.

Разглеждайки спокойната му синя повърхнина, Рафаел Чакон Йоренте, шеф на плана на Iberdrola в комплекса, сподели: „ Когато равнището на водата е на 885 метра над морското ниво, батерията е изцяло заредена. “

След това в пиковите часове, когато мрежата изисква повече мощ, системата се обръща при поискване. Портата се отваря и гравитацията връща милиони литри вода, които се хвърлят назад в тунела всяка минута. Помпата се трансформира в турбина и върти металния цилиндър в другата посока, генерирайки електричество при нулеви разноски.

Производството на сила е доста. Горният контейнер е с потенциал от 880 мегавата, почти една четвърт от Hinkley Point C, който се чака да стане най-голямата нуклеарна централа в Обединеното кралство.

Тъй като Tâmega може да генерира до 24 часа, общото количество сила, съхранявана там, е 21 GWh, задоволително за зареждане на 400 000 акумулатори на електрически транспортни средства или за поддържане на 2,4 милиона домове в Португалия за през целия ден.

Такова предпазване е жизненоважно допълнение към възходящата световна роля на вятърната и слънчевата сила в производството на електрическа енергия без въглеродни излъчвания. Предизвикателството за бизнеса обаче е намирането на подобаващите условия, с цел да създадат новите помпени хидро планове стопански привлекателни.

Проблемът, който помпените хидроенергии вземат решение, е променливостта на вятърната и слънчевата сила. От една страна, слънцето не постоянно грее и вятърът не постоянно духа.

От друга страна, когато слънцето пече и вятърът вие, слънчевите панели и въртящите се турбини създават доста повече електрическа енергия, в сравнение с може да се употребява в даден миг. Тъй като електрическите мрежи не могат да се оправят с остатък, електричеството би трябвало да се съхранява някъде или ще бъде изгубено.

Тази потребност от предпазване единствено ще нараства с разширението на възобновимата сила. Португалия е имала 61 % от електрическата енергия си от възобновими източници през 2023 година и се стреми към 85 % до 2030 година До същия краен период Испания желае да доближи 81 %.

В цех като Tâmega, непотребната електрическа енергия може да се употребява за „ зареждане “ на резервоара, постоянно денем. След това вечер, когато светлините и уредите в домовете са включени, помпата се превключва в турбинен режим и генерира сила.

Диего Диас Пилас, световен началник на предприятията и технологиите на Iberdrola, сподели, че химическите акумулатори също имат роля, която да играе в мрежовото предпазване: Iberdrola има проекти да разшири световния потенциал на своите батерийни планове до 3GWh. Но техният мащаб е по-малък от помпената хидроенергия както във връзка с грубата мощ, по този начин и какъв брой дълго могат да създават електричество при цялостен потенциал (два до четири часа за литиево-йонни акумулатори, против почти през целия ден в Tâmega).

„ Когато имате доста слънчева сила, тя се съчетава доста добре с акумулатори, тъй като слънчевата сила генерира през дневните часове, а батериите могат да се разреждат, когато слънцето не грее “, сподели Диас Пилас. „ Но когато имате и доста вятър – и към 2030 година 50 % от електричеството в Европа ще идва от вятъра – в действителност би трябвало да съхранявате големи количества сила. “

Помпено-акумулиращите системи са в близост за един век. Много уреди, като да вземем за пример завода Cruachan на Drax в Шотландия, са издигнати през 60-те години на предишния век, с цел да съхраняват непотребното електричество от атомните централи. Днес помпените водноелектрически централи съставляват повече от 90 % от световното предпазване на електрическа енергия, огромна част от която в Съединени американски щати, съгласно Международната организация по енергетика.

Но е належащо повече. В Испания и Португалия Iberdrola разполага със 100 GWh съществуващи помпени батерии и други 170 GWh в развой на създаване или в развой на създаване. Китай има огромни проекти да построи още повече.

Веднъж издигнати, централите имат дълъг живот и се трансформират в арбитражни игри за цената на електрическата енергия. В Tâmega Iberdrola купува сила от мрежата, с цел да изпомпва, когато е евтина, след което продава сила назад, когато е скъпа. В енергийната система на Португалия в понеделник междинната цена отвън пика е 54 евро за MWh спрямо цена на пика от близо 78 евро. „ Така се печели “, сподели Диас Пилас.

Друг първенец на помпено предпазване е Малкълм Търнбул, някогашен министър-председател на Австралия, който по време на службата управлява държавния план Snowy 2.0, който се трансформира в нарицателно за взривяване на разноските и би трябвало да бъде приключено през 2028 година с цена от $8 милиарда (A$12 милиарда).

„ Всеки, който има помпена хидросистема, е толкоз щастлив ... Мога да ви кажа, че всички вършат пари “, сподели той в нова роля на началник на Международната хидроенергийна асоциация. „ Проблемът е цената за създаване на нови. “

Необходимите финансови разноски са големи и строителството може да отнеме шест или повече години. Iberdrola получи заем от 650 милиона евро от Европейската капиталова банка за Tâmega. Разработчиците би трябвало също по този начин да договорят комплицирани процедури за издаване на разрешителни и твърда опозиция от страна на жителите и еколозите на проектите за разрушение на домове и наводнение на естествени местообитания.

Ето за какво Iberdrola сподели, че се нуждае от повече тласъци, в сравнение с просто разпределението на цените. В Tâmega, където компанията има лиценз от португалското държавно управление да работи в продължение на 70 години, тя също по този начин получава непрекъснат поток от заплащания на „ пазар на потенциал “, които се заплащат от мрежовия оператор в подмяна на обезпечено доставяне и други услуги, които да поддържа мрежата е постоянна.

В Обединеното кралство енергийните компании гледат със злоба. Шотландия има огромен капацитет да употребява помпени хидроенергии за предпазване на електрическа енергия, генерирана от вятъра. Заводът Cruachan на Drax е печеливш, само че основно с помощта на договорите за доставка, подписани, когато цените на силата бяха високи.

Ian Kinnaird, шеф на шотландските активи в Drax, сподели, че регулаторната конфигурация на Обединеното кралство „ не е задоволително добра “ за нови планове, тъй като не е приспособена към дългите периоди за помпено предпазване. Необходими са промени, добави той, с цел да „ понижат риска “ финансирането за вложителите.

В Iberdrola Диас Пилас сподели: „ Нямаме потребност от нищо изискано ... Трябва единствено по-бързо издаване на разрешителни и непоклатимост в нормативната уредба. Всъщност е смешно, че тук приказваме за технология, която е на съвсем 100 години, само че е толкоз значима за бъдещето. “