Рідке повітря як енергоакумулятор: нове рішення для «зеленої» енергетики

Рідке повітря як енергоакумулятор: нове рішення для «зеленої» енергетики
18:57 13.04.2025
Рідке повітря як енергоакумулятор: нове рішення для «зеленої» енергетики
Нестор Обухівський
Нестор Обухівський

Якщо електромережі у майбутньому базуватимуться на сонячній і вітровій енергії, потрібно буде зберігати надлишки електрики для подальшого використання — не лише протягом годин, а й днів. Серед перспективних технологій довготривалого зберігання енергії — система на основі рідкого повітря (Liquid Air Energy Storage, LAES).

Джерело: techxplore.com, переклад: Хроніки Обухова

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) та Норвезького університету природничих і технічних наук проаналізували потенціал LAES як альтернативи літій-іонним батареям і гідроакумуляторам.

Як це працює

LAES має три основні фази: заряджання, зберігання та розряджання.

  • Коли на електромережі надлишок електроенергії — система «заряджається»: повітря з навколишнього середовища очищується, осушується і охолоджується до стану рідини.

  • Рідке повітря зберігається в ізольованих резервуарах при низькій температурі.

  • Коли потрібно подати електроенергію в мережу — рідке повітря підігрівають і подають під тиском до турбіни, яка генерує струм.

За словами Шейлін Четеджен, аспірантки MIT, головна перевага — екологічна чистота. Система не потребує рідкісних чи токсичних матеріалів і може будуватися практично в будь-якому місці.

Економіка LAES: що каже модель

Модель, яку розробили дослідники, враховує вартість обладнання, витрати на електроенергію, ціни на ринку та регіональні сценарії декарбонізації в США до 2050 року. Виявилося:

  • LAES може бути економічно вигідним у штатах із гнучкими енергетичними ринками, зокрема в Техасі та Флориді.

  • Найкращі результати — за сценарію повної декарбонізації до 2035 року.

  • Тижневе зберігання енергії економічно ефективніше, ніж на місяць, через оптимальні витрати на обладнання.

Як зробити LAES вигідним

Збільшення енергоефективності системи суттєво не впливає на економічні показники. Натомість державні субсидії на капітальні витрати (у межах 40–60%) роблять LAES вигідним навіть у реалістичних умовах.

Це означає, що політична воля та фінансова підтримка важливіші за технічні вдосконалення.

LAES проти інших технологій зберігання

За показником рівновартісної собівартості зберігання (LCOS) LAES обходить інші варіанти:

  • LCOS для LAES — близько $60 за мегават-годину

  • Це втричі дешевше, ніж для літій-іонних батарей, і вдвічі — ніж для гідроакумулювання

Крім того, вартість LAES залежить від регіону, що дає змогу адаптувати рішення до конкретних потреб.

Висновок

Хоча LAES поки не виглядає інвестиційно привабливою без субсидій, у разі потреби у великомасштабному зберіганні енергії вона стане найдоступнішим і найбільш екологічним варіантом.

«Історія LAES тільки починається», — зазначає Четеджен. «Наші висновки свідчать: якщо ми хочемо забезпечити стабільну, чисту енергетику, ми маємо дати шанс рідкому повітрю».