Энергетика и экология

Они используют накопление тепла или холода, гидроэлектрическую энергию, сжатый воздух, криогенные вещества, маховики, суперконденсаторы, сверхпроводящие магниты, электрохимические элементы, топливные элементы и др. Однако наиболее значимые и многообещающие технологии – это криогенное хранение энергии (CES) и, в частности, накопление энергии с помощью жидкого воздуха, успешно реализованно компанией Highview Power Storage (Великобритания).

Чистый атмосферный воздух содержит около 78% азота и 21% кислорода.

При атмосферном давлении азот кипит при минус195,8°C, а кислород при минус 183°C. Скрытая теплота парообразования составляет 200 кДж / кг для азота и 213 кДж / кг для кислорода.

Надежное энергоснабжение сегодня требует развития технологий аккумулирования и хранения энергии. Операторы сетей все чаще обращаются к долгосрочному хранению энергии (более четырех часов), чтобы помочь улучшить экономику производства электроэнергии, сбалансировать электросеть и повысить ее надежность.

Криогенные системы хранения энергии, использующие жидкий воздух, лучше подходят для работы в масштабе электросети, чем громоздкие гидроаккумулирующие электростанции. Эти объекты представляют собой очень компактные автономные системы, которые при желании могут быть расположены где угодно. Криогенные хранилища занимают мало места, они не используют опасные материалы, не несут сопутствующей пожарной опасности и вполне могут соответствовать современным городским строительным нормам.

Принцип их работы аналогичен тому, который используется для сжижения природного газа.

Проект, разработанный компанией Highview Power Storage, предусматривает использование излишков энергии от ВИЭ для охлаждения воздуха до температуры в минус 190°C. Полученный в результате концентрированный энергоноситель (криоген) может надежно храниться в резервуаре под давлением в 1 бар. Хранение криогенной энергии, называемое также хранилищем жидкой воздушной энергии (LAES), использует технологию аккумулирования энергии в виде криогенной жидкости СES (Cryogenie Energy Storage).

Для этой цели применяют жидкий азот или воздух.

В 2018 г. английская компания Highview Power запустила в работу первый в мире промышленный криогенный накопитель энергии на жидком воздухе. Система помогает нивелировать рваную выработку ветровых и солнечных станций, не нанося вреда окружающей среде.