Saksalais-amerikkalaisen projektin puitteissa vuonna 2026 Kalifornian rannikolle upotetaan 400 tonnin painoisia palloja, jotka varastoivat uusiutuvaa sähköenergiaa ja toimittavat sitä silloin, kun sitä eniten tarvitaan.
Sisällysluettelo
Energiavarastoinnin tulevaisuus voi olla veden alla. Fraunhoferin energia- ja energiateknologian instituutin (IEE) tutkijat ja yhteistyökumppanit Yhdysvalloissa ovat saamassa valmiiksi ensimmäisen ontto betonipallon (400 tonnia ja halkaisijaltaan yhdeksän metriä), joka kiinnitetään 600 metrin syvyyteen Kalifornian rannikolle vuonna 2026. Sen tehtävänä on varastoida merituulivoimaloiden ylimääräistä energiaa ja vapauttaa se sitten akkuna, mutta kuuden vuosikymmenen ajan ja ilman litiumia.
Kuinka betonipallot toimivat ja miksi ne ovat tavallisia litiumakkuja parempia syklien ja kestävyyden suhteen
Stored Energy at Sea (StEnSea) -niminen teknologia jäljittelee perinteistä hydraulista pumppuasemaa, paitsi että ”ylävarasto” on pallon ympäröivä meri. Kun sähköenergiaa on ylimääräistä, pumput ottavat vettä pallon sisältä ja lähettävät sen mereen: syntynyt tyhjiö jättää pallon ”ladatuksi”. Sitten vesi virtaa takaisin venttiilin kautta, kulkee turbiinin läpi ja tuottaa jopa 0,5 MW, ennen kuin se täyttää jälleen ontelon. Tämä tuottaa noin 0,4 MW·h sykliä kohti, mikä riittää keskimääräisen amerikkalaisen kodin sähkönkulutukseen lähes kahdeksi viikoksi.
Mitkä ovat sen edut verrattuna sähkökemian paristoihin? Ensinnäkin se ei ole riippuvainen kriittisistä metalleista eikä tuota myrkyllisiä jätteitä. toiseksi se kestää kymmeniä tuhansia syklejä ilman merkittävää heikkenemistä. Voitteko kuvitella, että unohdatte vaihtaa paristot muutaman vuoden välein?
Tärkeät päivämäärät, teho ja kapasiteetti: kaikki, mitä tiedämme StEnSea-pilottihankkeesta Kaliforniassa rahoituksen vahvistamisen jälkeen.
- Nykyinen rakenne: 9 m:n pallo, 400 tonnia.
- Työskentely syvyys: 500–600 m.
- Lähtöteho: 0,5 MW.
- Teho sykliä kohti: 0,4 MWh.
- Arvioitu käyttöikä: 50–60 vuotta; turbiinit ja pumppu – 20 vuotta.
- Asennuksen aloitus: vuoden 2026 toinen puolisko.
- Budjetti: 3,4 miljoonaa euroa Saksan hallitukselta ja 4 miljoonaa Yhdysvaltain dollaria energiaministeriöltä .
Parametri Arvo Julkinen lähde
Halkaisija 9 m Fraunhofer IEE
Paino 400 t Fraunhofer IEE
Syvyys 500–600 m DOE/Fraunhofer
Teho 0,5 MW Energia
Kapasiteetti 0,4 MWh New Atlas
Kuten näette, laite ei ole tarkoitettu tuottamaan valtavia tehoja, vaan pikemminkin osoittamaan idean toimivuuden ja skaalautuvuuden. Myöhemmin voidaan ottaa käyttöön 30 metrin pallot, jotka pystyvät varastoimaan kymmeniä megawattitunteja.
Tekniset vaatimukset, kustannukset ja arvioitu käyttöikä tälle innovatiiviselle vedenalaiselle varastointiteknologialle, jolla pyritään houkuttelemaan yksityisiä investointeja.
Pallojen optimaalinen toiminta edellyttää kolmen teknisen ehdon täyttymistä:
- Jyrkkä merenranta, joka takaa suuren syvyyden rannikon läheisyydessä.
- Sähköyhteys tuulivoimaloihin tai muihin uusiutuviin energialähteisiin.
- Ympäristölupien myöntäminen, jotka vahvistavat vähäisen vaikutuksen paikalliseen luontoon ja kalastukseen.
Kustannukset ovat insinöörien arvion mukaan noin 500 euroa/kWh prototyypille. Tämä voi tuntua korkealta, mutta kalliiden raaka-aineiden puuttuminen ja laitteen pitkäikäisyys laskevat energian normikustannukset noin 0,06 euroon/kWh, mikä on verrattavissa perinteiseen vesivoimalaitokseen.
StEnSea-projekti energiasiirtymässä ja CO₂-päästöjen vähentämisessä keskipitkällä aikavälillä Fraunhoferin laskelmien mukaan
Fraunhoferin mukaan tämän teknologian globaali potentiaali on noin 820 000 GWh. Jotta saatte käsityksen, vain kymmenen parasta eurooppalaista aluetta voisi nelinkertaistaa vesivoimalaitosten kapasiteetin Saksassa.
Tärkeimmät edut
- Litiumakkujen aiheuttaman pullonkaulan poistaminen.
- Suora integrointi merituulivoimaan ja tulevaisuudessa kokeellisiin fuusioihin.
- Tuuliturbiinien käyttöiän mukainen pitkä käyttöikä, mikä alentaa käyttökustannuksia.
- Helppo huoltaa: turbiini ja pumppu vaihdetaan kahden vuosikymmenen välein.
Jos kalifornialainen pilottiprojekti onnistuu, näemme pian pallomaisia valokehäitä merillä ympäri maailmaa. Kuka ei haluaisi puhdasta, vakaata sähköä nukkuessaan?
