Накопление тепловой энергии позволяет загрязняющим производствам очищать и сокращать выбросы. По мере того как глобальная энергетическая система становится все более электрической – не только в области энергетики, но и транспорта и тепла, – накопление энергии будет играть все более важную роль в обеспечении того, чтобы чистая энергия могла использоваться, когда она наиболее необходима.
До настоящего времени основное внимание уделялось накоплению избыточной энергии, вырабатываемой солнечными и ветряными электростанциями, с использованием аккумуляторных технологий или перекачиваемых гидроэлектростанций. Но существует также огромный потенциал в хранении тепла, или тепловой энергии подобным образом. Рынок хранения тепла более чем в три раза превышает объем рынка хранения электроэнергии, составляя около 300 миллиардов долларов, что более чем в 3 раза превышает общий объем рынка коммунальных электрических батарей, согласно исследованию Aurora Research.
В то время как накопление электрической энергии направлено на производителей электроэнергии, особенно на возобновляемые источники энергии, которые производят энергию с перерывами от ветра и солнца, накопление тепловой энергии направлено на промышленные объекты, которые производят тепло в качестве побочного продукта своей деятельности, включая сталелитейные и алюминиевые заводы, цементные, кирпичные и стекольные заводы, а также традиционные электростанции. Также можно накапливать энергию от солнечных тепловых электростанций или концентрировать солнечную энергию.
«Тепловые батареи окажут решающее влияние на обезуглероживание промышленных секторов, таких как химическая промышленность, нефтехимия, пищевая промышленность и производство напитков, текстильная промышленность, металлургия и минералы, позволив промышленным предприятиям, которые электрифицируются, сократить выбросы для хранения отработанной энергии или дешевой внепиковой генерации, которая будет использоваться позже, сократив их затраты на электроэнергию» , -говорится в заявлении итальянского производителя нефти и газа Eni. — «Они также делают электрификацию более жизнеспособным вариантом для компаний с целым рядом потребностей в тепловой энергии, и они позволяют предприятиям более эффективно использовать энергию путем рекуперации отработанного тепла, что сокращает их потребление ископаемого топлива».
Тепловая энергия также более гибка, чем накопленная электроэнергия. Её можно использовать для выработки электроэнергии, но она также может обеспечивать теплом дома через схемы централизованного теплоснабжения или использоваться для предварительного нагрева и производства пара для промышленных процессов.
Норвежская компания Energy Nest придумала способ хранения тепла с помощью запатентованного бетоноподобного материала, который помещается в каркас размером со стандартный грузовой контейнер, говорит генеральный директор компании Кристиан Тиль.
«Весь этот процесс очень легкий. Нам не нужно много производственных мощностей», — говорит Тиль. Рамы изготавливаются в Чехии и отправляются туда, где они будут необходимы, где они заполняются трубками из того, что компания называет «Теплобетоном». «Это высокоэффективный бетон, который на 75% состоит из кварца, в то время как оставшаяся четверть является строго охраняемой коммерческой тайной, как рецепт Coca-Cola», — добавляет он.
Тем не менее, материал может быть изготовлен на месте с использованием существующего оборудования, что сокращает затраты и выбросы, связанные с транспортировкой тяжелых материалов на большие расстояния. Можно построить батареи в любой точке мира. Кроме того, нет никаких движущихся частей, никаких химических веществ или материалов, которые будут разрушаться, а это означает, что срок службы батарей составляет десятилетия после их установки, в отличие от литий-ионных батарей, которые должны быть заменены через несколько лет. И они модульны, так что легко добавить емкость к существующим установкам.
После почти десятилетия развития Energy Nest начинает масштабно внедрять свои технологии. Он установил пилотную батарею на солнечном тепловом проекте Eni в Сицилии, в то время как австрийский кирпичный завод Senftenbacher улавливает отработанное тепло из печи и использует его вместо газа, экономя 1500-2000 тонн выбросов CO2 в год.
Между тем голландская газотурбинная электростанция открытого цикла должна использовать батарею Energy Nest для хранения тепла, которое будет генерировать пар либо для промышленности, либо для производства электроэнергии, в то время как Eni рассматривает возможность использования этой технологии на одной из своих газовых электростанций в Италии.
Теперь Energy Nest объединила усилия с гигантом энергетических систем Siemens Energy для разработки решений по хранению тепловой энергии для промышленных потребителей.
«Наша главная цель — обезуглероживание промышленности», — говорит Тиль. — «Мы помогаем нашим клиентам превратить отработанное тепло в первичный источник энергии, чтобы они могли избежать использования ископаемого топлива, такого как дизельное топливо или природный газ. Мы также можем помочь солнечным тепловым проектам накапливать энергию солнца и использовать ее в ночное время».
Тепловые аккумуляторы не конкурируют с электрическими батареями, которые предлагают такие услуги, как регулирование частоты, услуги по стабильности сети и хранение до четырех часов, исключительно для электрических сетей.
«Мы предлагаем энергию в течение от четырех до 12 часов, поэтому часто мы дополняем литий-ионный аккумулятор».
