Na sjeverozapadu Sjedinjenih Američkih Država u regiji Northwest su nedavnom studijom identificirane dvije metode i lokacije za spremanje komprimirane energije zraka.

Prema novoj detaljnoj studiji u regiji Nortwest bi se u pukotianama u kamenu na velikim dubinama mogla spremiti energija vjetra za opskrbu 85.000 kućanstava mjesečno. Istraživači u Odjelu za Energiju Pacific Northwest National Laboratoryja (PNNL) i Bonneville Power Administration (BPA) su identificirali dvije jedinstvene metode za spremanje energije, te dvije lokacije na istoku savezne države Washington gdje bi ih se moglo iskoristiti.

Elektrane za pohranu energije komprimiranim zrakom bi mogle sačuvati višak energije vjetra u toj regiji (koji često ima veliku proizvodnju po noći kada je mala potrošnja) za vrijeme kada je potrošnja električne energije velika. Ove elektrane se mogu prebacivati između spremanja energije i proizvodnje električne energije unutar nekoliko minuta čime bi mogle pružiti fleksibilnost u balansiranju varijabilne proizvodnje iz vjetroelektrana tokom dana.

Steve Knudsen koji je radio na studiji sa strane BPA je izjavio da pošto prema RPS-u (Renewable Portfolio Standard) savezne države moraju imati i do 20-30% električne energije iz varijabilnih izvora kao što su vjetar i Sunce, elektrane za pohranu energije komprimiranim zrakom bi mogle imati važnu ulogu u integraciji obnovljivih izvora energije na elektroenergetsku mrežu regije Northwest.

Sve elektrane za pohranu energije kompriminarim zrakom rade po istom osnovnom principu. Kada ima viška energije ona se povlači iz elektroenergetske mreže, te se koristi za pokretanje velikog zračnog kompresora koji gura zrak pod tlakom u podzemnu geološku strukturu za pohranu energije. Kada je potrošnja energije velika spremljeni zrak se pušta nazad na površinu, te pri tome prolazi kroz turbinu i proizvodi električnu energiju. Učinkovitost ovakvih elektrana je oko 80%.

Na svijetu postoje dvije takve elektrane, i to u Alabami i Njemačkoj, a one koriste spilje bivših rudnika soli za pohranu komprimiranog zraka. Studija PNNL-a i BPA-a koristi drugi pristup, te uzima prirodnu stijenu punu rupa za spremanje obnovljivih izvora energije na velikim dubinama.

Interes za ovakvom tehnologijom je prilično porastao u zadnjem desetljeću pošto elektroprivrede traže bolje načine za integraciju obnovljivih izvora energije u elektroenergetsku mrežu. U regiji Northwest otprilike 13% električne energije, odnosno 8.600 MW dolazi iz vjetroelektrana, te je to ponajviše bio razlog za istraživanje takve tehnologije u toj regiji. Kako bi prošli potencijalnu lokaciju istraživački tim je pregledao Columbia Plateau Province koji se uglavnom sastoji od debelog sloja vulkasnkih bazaltnih stijena. Tim je tražio podzemne rezervoare bazalta koji su imali debljinu od 10 metara, te dubinu od 500 metara, a i da se nalaze relativno blizu prijenosnoj elektroenergetskoj mreži. Nakon toga su se pregledali javno dostupni podaci iz bunara napravljenih za istraživanje plina. Podaci o bunarima su ubačeni u PNNL-ovom kompjuterski model STOMP koji simulira gibanja fluida ispod zemlje kako bi se odredilo koliko zraka pojedine lokacije mogu spremiti odnosno otpustiti.

Dva različita nadopunjavajuća projekta

Analiza je identificirala dvije vrlo obečavajuće lokacije na istoku Washingtona. Jedna lokacija pod nazivom Columbia Hills Site se nalazi sjeverno od mjesta Boardman na drugoj strani rijeke Columbia. Druga, pod nazivom Yakima Minerals Site se nalazi 10 milja sjeverno od mjesta Selah u regiji Yakima Canyon.

Istraživački tim je otkrio da su ove dvije lokacije odlične za dvije potpuno različite vrste postrojenja za spremanje energije komprimiranim zrakom. Columbia Hills Site može koristiti plinski cjevovod u blizini, te bi time bio bilže konvencionalnim postrojenjima. Ovakvo konvencionalno postrojenje bi trošilo malu količinu prirodnog plina za zagrijavanje komprimiranog zraka koji se ispušta iz podzemnog spremnika. Topli zrak bi onda proizvodio dvostruko više energije nego obična elektrana na zrak.

Lokacija Yakima Minerals pak nema pristup prirodnom plinu. Zbog toga se istraživanje okrenulo drugoj vrsti postrojenja za pohranu komprimiranog zraka koje bi koristilo geotermalnu energiju. Ovo hibridno postrojenje bi izvlačilo geotermalnu toplinu iz dubina kojom bi se dala energija klimi koja bi hladila kompresore zraka čime bi oni bili efikasniji. Geotermalna energija bi također grijala zrak kada bi se on vraćao na površinu. Prema PNNL-ovom voditelju projekta Pete McGrailu ovo je kreativni koncept koji je razvijen kako bi se riješili inženjerski problemi na lokaciji. Njihov hibridni koncept postrojenja prilično povećava korištenje geotermalne energije izvan njenog uobičajenog pozicioniranja kao obnovljive tehnologije za proizvodnju električne energije.

Studija pokazuje da bi oba postrojenja mogla služiti za spremanje energije tokom dužeg vremenskog razdoblja. Ovo bi posebno moglo pomoći Northwestu tokom proljeća kada ima više energije iz vjetra i vode nego što je potrebno cijeloj regiji. U to doba često dolazi do viška proizvodnje električne energije, te se ili mora smanjiti proizvodnja ili se mora na neki način spremiti višak proizvodnje. Tehnologije spremanja energije kao što su ove mogu pomoći u spremanju viška energije iz tih izvora.

BPA će sada u suradnji sa Northwest Power and Conservation Councilom napraviti detaljnu analizu prednosti korištenja spremanja energije iz komprimiranog zraka korištenjem podataka iz same studije. Rezultati bi mogli biti iskorišteni od strane elektroprivreda za razvoj komercijalnog projekta spremanja energije komprimiranog zraka.

Samu studiju vrijednu 790.000 dolara je financirao BPA-pov ured za tehnološke inovacije, PNNL i nekoliko partnera projekta: Seattle City Light, Washington State University, Magnum Energy, Tri-Cities i drugi.

Izvor: www.renewableenergyworld.com