Klimaatverandering: 4 opslagsystemen die de droom van Elon Musk kunnen helpen vervullen

Schone energie kan de wereldwijde uitstoot helpen verminderen, maar zonder energieopslagsystemen kan het chaos veroorzaken.

Tijdens Tesla's Battery Day-presentatie in september 2020 schetste CEO Elon Musk een plan om de batterijproductie enorm te verhogen en de overgang naar hernieuwbare energiebronnen mogelijk te maken. Bronnen als zonne-energie en windenergie klinken goed, maar ze produceren alleen op bepaalde momenten van de dag energie. Het heeft geen zin om 's nachts een huis van stroom te voorzien als al je energie bijvoorbeeld uit zonne-energie komt.

Dat onstabiele netwerknetwerk wordt geleverd met intermitterende hernieuwbare energiebronnen, Jonas Eklind, CEO van energieopslagbedrijfAzelio, verteltInverse. Dit samen is echt een recept voor chaos.

Wil je meer weten over wat we nodig hebben om de transitie naar schone energie aan te pakken, waarom langdurige energieopslag essentieel is en hoe Eklind zich het toekomstige energienet voorstelt? Lezenhet volledige interview, alleen in MUSK LEEST+ .

Dus wat is de oplossing? Het voorstel van Musk was om de batterijproductie enorm te verhogen.

• Om volledigelektrificeer transport, zou de batterijproductie voor elektrische voertuigen 100 keer moeten stijgen boven het huidige niveau, geschat op 0,1 terawattuur, om10 Terawattuur.
• elektrificerenandere industrieën met een hoog energieverbruik, moet de batterijproductie voor andere toepassingen dan elektrische voertuigen 1.600 keer hoger zijn dan het huidige niveau, geschat op 0,006 terawattuur, om10 Terawattuur.

Tesla's idee van hoeveel productie nodig zou zijn.Tesla

Maar er is een grote verscheidenheid aan energieopslagsystemen die allemaal kunnen worden gebruikt om wat te vergemakkelijkenhet Internationaal Energie Agentschapbeschreven als een volledige transformatie van het mondiale energiesysteem.

Hier zijn enkele van de oplossingen voor energieopslag die er zijn, waaronder een paar die lithium-ion kunnen verslaan op belangrijke statistieken zoals kosten en langdurige opslag.

4. Lithium-ionbatterijen - Tesla's favoriete manier van energieopslag. De Verenigde StatenStudie-instituut voor milieu en energiebeweert dat lithium-ionbatterijen goed zijn voor 90 procent van de batterijopslag die tegenwoordig in het wereldwijde elektriciteitsnet wordt gebruikt.

Grootschalige installaties omvatten Tesla's South Australia-batterij , voltooid in december 2017, met een opslagcapaciteit van 100 megawatt. Maar die batterij biedt slechts 129 megawattuur, wat betekent dat hij zijn volledige capaciteit van 100 megawatt slechts iets meer dan een uur kan leveren. Geweldig voor het balanceren van de werklast van het net - tests tonen aan dat de batterij het net in Zuid-Australië heeft gered - maar niet zo geweldig om veel langer energie te leveren.

3. Gepompte waterkracht — De huidige regerend kampioen. De Verenigde StatenStudie-instituut voor milieu en energiemerkt op dat gepompte waterkracht momenteel verantwoordelijk is voor 95 procent van de energieopslag op utiliteitsschaal in de Verenigde Staten.

De Hoover Dam in Nevada.Shutterstock

Houd er rekening mee dat gepompte waterkracht niet wordt geclassificeerd als een batterij, die chemicaliën in een accupakket gebruikt om elektriciteit op te slaan. In plaats daarvan pompt hydro water van een laag reservoir naar een hoog reservoir. Het wordt vrijgegeven wanneer het nodig is, en de energie wordt gebruikt om een ​​turbine te bewegen en een generator aan te drijven.

Deze kunnen wat langer meegaan. DeVereniging voor energieopslagbeweren dat ze doorgaans zes tot twintig uur stroom kunnen leveren. In 2017 leverden ze ongeveer twee procent, oftewel 23 gigawatt, van het totale elektriciteitsnet.

2. Thermische energie — De minder populaire. Een faseovergangsmateriaal wordt gebruikt om van vast naar vloeibaar te gaan wanneer warmte wordt toegepast, waarbij de energie wordt opgeslagen. Wanneer de energie weer nodig is, komt de warmte vrij en keert het materiaal terug naar een vaste stof.

Azelio heeft deTES.PODmet dit gebruik in gedachten. De pod verwarmt een aluminiumlegering tot ongeveer 600 graden Celsius en vervolgens wordt de warmte-energie naar behoefte overgedragen.

Hoewel de pod van Azelio 13 uur elektriciteit kan leveren, is hetpas begonnen met bouwenop zijn eerste commerciële installatie in februari 2021, waardoor het een van de minder voorkomende systemen op de lijst is.

Thermische energieopslag kan ook worden gecombineerd met geconcentreerde zonnepanelen, die de zonnestralen op een ontvanger richten. Dit kan worden gebruikt om zout te smelten, dat vervolgens klaar wordt opgeslagen als het nodig is.

Geconcentreerde zonne-energie in actie.Ministerie van Energie van de Verenigde Staten

1. Perslucht — Een ander potentieel opslagsysteem. Dit idee neemt lucht in, comprimeert het in tanks of ondergrondse grotten en laat het vervolgens vrij wanneer het nodig is.

Niets dat bestaat of in ontwikkeling is, kan energie zo goed opslaan, en zo goedkoop, als perslucht, schreef Seamus Garvey, hoogleraar dynamica aan de Universiteit van Nottingham, schreefin oktober 2018. Garvey merkte echter op dat de technologie schromelijk ondergewaardeerd is.

Een persluchtsysteem in actie.Ministerie van Energie van de Verenigde Staten

Misschien wel het grootste probleem, merkt Garvey op, is dat het een soortgelijk probleem heeft als gepompte waterkracht: het is beter geschikt voor langdurige energieopslag. Voor kortetermijnreacties kan de lithium-ionbatterij nog steeds oppermachtig zijn.

Verre van één enkele oplossing voor elke situatie, kan de energieopslag van de toekomst een breed scala aan ideeën vereisen, vooral als intermitterende bronnen in de toekomst een grote rol gaan spelen.

LEZENHET VOLLEDIGE INTERVIEW, ABBONEER OPMUSK LEEST+.

Dit is wat je wint door je te abonneren opMUSK LEEST+:

• Drie e-mails per week, waardoor fans kunnenga dieperin het nieuws van de week.
• Originele interviews en verslaggeving, longform-analyse, previews en samenvattingen van grote evenementen, inclusief winstoproepen en meer.
• Op de gemeenschap gerichte extra'szoals reacties op lezersmail, een aankomende evenementenkalender en opmerkelijke jubilea.
• Een archief van vorigeinhoud voor abonnees, zodat u gemakkelijk kunt teruglezen wat u misschien hebt gemist.
• Promotionele aanbiedingen en aanbiedingen.
• Ondersteuning van originele, onafhankelijke journalistiek.

MUSK LEEST+ is een volledig onafhankelijke operatie.Wij zijn niet Elon Musk, noch zijn wij in dienst van hem. Het is onze taak om de gebeurtenissen te rapporteren die we nieuwswaardig vinden, zodat u een kijkje krijgt in de wereld van ruimteraketten, elektrische auto's, schone energie en meer. Het betekent verslagen uit de eerste hand van een SpaceX-raketlancering, Tesla-inzichten van externe analisten en meer.

Als je ons wilt steunen in onze missie en originele interviews en analyses wilt ontvangen, overweeg dan om bij te dragen met een abonnement.