Mislav
Gravitacija bi mogla riješiti jedan veliki nedostatak čiste energije
Pronalaženje zelene energije kada su vjetrovi mirni i nebo oblačno bio je izazov. Pohranjivanje u goleme betonske blokove moglo bi biti rješenje.
U švicarskoj dolini neobična višekraka dizalica podiže dva betonska bloka teška 35 tona visoko u zrak. Blokovi se nježno probijaju uz plavi čelični okvir dizalice, gdje vise obješeni s obje strane vodoravne ruke široke 66 metara. Postoje ukupno tri kraka, a u svakom se nalaze kablovi, vitla i kuke za hvatanje potrebne za podizanje još jednog para blokova u nebo, dajući uređaju izgled golemog metalnog kukca koji podiže i slaže cigle s čeličnim mrežama. Iako je toranj visok 75 metara, lako ga je zasjeniti šumoviti obronci Lepontinskih Alpa u južnoj Švicarskoj, koji se uzdižu iz dna doline u svim smjerovima.
Trideset metara. Trideset i pet. Četrdeset. Betonske blokove polako podižu uvis motori koje pokreće električna energija iz švicarske električne mreže. Nekoliko sekundi vise na toplom rujanskom zraku, zatim se čelične sajle koje drže blokove počnu odmotati i oni se počnu polako spuštati kako bi se pridružili nekoliko desetaka sličnih blokova naslaganih u podnožju tornja. Ovo je trenutak za koji je osmišljen ovaj razrađeni ples čelika i betona. Kako se svaki blok spušta, motori koji podižu blokove počinju se okretati unatrag, generirajući električnu energiju koja teče kroz debele kabele koji se spuštaju niz rub dizalice do električne mreže. U 30 sekundi tijekom kojih se blokovi spuštaju, svaki od njih proizvede oko jedan megavat električne energije: dovoljno za napajanje otprilike 1000 domova.
Ovaj je toranj prototip Energy Vaulta sa sjedištem u Švicarskoj, jednog od niza startupa koji pronalaze nove načine korištenja gravitacije za proizvodnju električne energije. Verzija tornja u punoj veličini mogla bi sadržavati 7000 cigli i osigurati dovoljno električne energije za napajanje nekoliko tisuća domova osam sati. Pohranjivanje energije na ovaj način moglo bi pomoći u rješavanju najvećeg problema s kojim se suočava prijelaz na obnovljivu električnu energiju: pronalaženje načina s nultom emisijom ugljika da svjetla ostanu upaljena kada vjetar ne puše i sunce ne sja. “Najveća prepreka s kojom se susrećemo je dobivanje jeftinog skladišta”, kaže Robert Piconi, izvršni direktor i suosnivač Energy Vaulta.
Bez načina za dekarbonizaciju svjetske opskrbe električnom energijom, nikada nećemo dostići neto nulte emisije stakleničkih plinova do 2050. Proizvodnja električne energije i topline čine do četvrtine svih globalnih emisija i, budući da gotovo svaka aktivnost koju možete zamisliti zahtijeva električnu energiju, čišćenje elektroenergetskih mreža ima ogromne popratne učinke. Ako naša električna energija postane zelenija, bit će i naših domova, industrije i transportnih sustava.
To će postati još kritičnije kako sve više dijelova naših života postaje elektrificirano — posebice grijanje i transport, koje će biti teško dekarbonizirati na bilo koji drugi način. Očekuje se da će sva ova elektrifikacija udvostručiti proizvodnju električne energije do 2050. prema Međunarodnoj agenciji za atomsku energiju. Ali bez jednostavnog načina pohranjivanja velikih količina energije i oslobađanja kada nam je potrebna, možda nikada nećemo poništiti svoje oslanjanje na prljave elektrane na fosilna goriva koje zagađuju okoliš.
Ovdje dolazi do izražaja gravitacijsko skladištenje energije. Zagovornici tehnologije tvrde da gravitacija pruža lijepo rješenje za problem skladištenja. Umjesto da se oslanjaju na litij-ionske baterije, koje se s vremenom razgrađuju i zahtijevaju metale rijetke zemlje koji se moraju iskopati iz zemlje, Piconi i njegovi kolege kažu da bi gravitacijski sustavi mogli pružiti jeftinu, obilatu i dugotrajnu zalihu energije koje trenutno previđamo. Ali kako bi to dokazali, morat će izgraditi potpuno novi način pohranjivanja električne energije, a zatim uvjeriti industriju koja već ide all-in na litij-ionske baterije da budućnost pohrane uključuje ekstremno teške utege koji padaju s velikih visina.
TESTNO MJESTO ENERGY VAULTA nalazi se u gradiću Arbedo-Castione u Ticinu, najjužnijem od 26 švicarskih kantona i jedinom u kojem je jedini službeni jezik talijanski. Podnožje švicarskih Alpa prikladno je mjesto za pokretanje gravitacijskog skladišta energije: kratka vožnja istočno od ureda Energy Vaulta odvest će vas do Contra brane, betonske građevine koja je postala poznata u početnoj sceni GoldenEyea, gdje je James Bond bungee- skače niz branu visoku 220 metara kako bi se infiltrirao u tajno sovjetsko postrojenje za kemijsko oružje. Samo sjeverno od Arbedo-Castionea, još jedna visoka brana blokira gornju dolinu Blenio, zadržavajući vode akumulacije Luzzone.
Voda i visina—Švicarska ima oba ova resursa u izobilju, zbog čega je ta zemlja bila rani pionir najstarijeg i najčešće korištenog velikog skladišta energije na planetu: pumpane hidroelektrane. Na samom sjeveru Švicarske nalazi se najstarija operativna crpna hidroelektrana na svijetu. Izgrađena 1907. godine, pumpna hidroelektrana Engeweiher radi na istoj osnovnoj premisi kao toranj Energy Vaulta. Kada je opskrba električnom energijom velika, voda se pumpa prema gore iz obližnje Rajne kako bi se napunilo rezervoar Engeweiher od 90.000 kubičnih metara. Kada je potražnja za energijom najveća, dio te vode ispušta se kroz niz vrata i pada u hidroelektranu, gdje kretanje vode prema dolje okreće lopatice turbine i proizvodi električnu energiju. Engeweiher sada služi i kao lokalno mjesto ljepote, popularan među trkačima i šetačima pasa iz obližnjeg grada Schaffhausena, ali hidroelektrane s pumpama daleko su dogurale od početka 20. stoljeća. Nad94 posto velikih svjetskih skladišta energije su crpne hidroelektrane, većina izgrađena između 1960-ih i 1990-ih za iskorištavanje jeftine električne energije proizvedene u nuklearnim elektranama koje rade preko noći.
Jednostavnost pumpane hidroelektrane učinila ju je očitom polaznom točkom za Billa Grossa, serijskog poduzetnika i osnivača kalifornijskog startup inkubatora Idealab. “Uvijek sam želio smisliti način da napravim ono za što sam mislio da je umjetna brana. Kako možemo uzeti svojstva brane, koja su tako velika, ali je graditi gdje god želimo?” on kaže. Iako se još uvijek grade nove crpne hidroelektrane, tehnologija ima neke velike nedostatke. Za planiranje i izgradnju novih projekata potrebne su godine, a funkcioniraju samo na mjestima gdje ima dosta visine i vode.
Gross je želio ponovno stvoriti jednostavnost crpne hidroelektrane, ali na način koji je značio da se skladište može izgraditi bilo gdje. Godine 2009. suosnivač je startupa pod nazivom Energy Cache, koji je planirao skladištiti energiju podizanjem vreća sa šljunkom uz brda uz pomoć ski lifta.mali prototip uređaja 2012. godine na obronku u Irwindaleu u Kaliforniji, no teško su pronašli kupce i nedugo nakon toga startup se ugasio. “Godinama sam razmišljao o tome. Bio sam tužan zbog toga – kaže. “Ali nastavio sam misliti da je prava stvar koju skladište energije mora imati da ga morate moći staviti gdje god želite.”
Dok je Gross razmišljao o svom neuspješnom startupu, argumenti za pohranu energije postajali su sve jači. Između 2010. i 2016. cijena solarne električne energije porasla je s 38 centi (28 penija) po kilovatsatu na samo 11 centi. Gross je postao uvjeren da je možda vrijeme da se vrati svojoj ideji o gravitacijskom skladištenju, s novim startupom i novim dizajnom. I točno je znao koga želi izgraditi.
Andrea Pedretti ima iskustvo u izgradnji nevjerojatnih struktura. U svojoj obiteljskoj građevinskoj tvrtki u Ticinu pomogao je izgraditi glavnu pozornicu za godišnji Kongsberg Jazz Festival u Norveškoj: 20 metara visoku plutajuću PVC deku s izbočenom trubom koja širi zvuk na gradski trg. Godine 2016. Pedretti je primio poziv od Grossa koji ga je zamolio da mu pomogne dizajnirati vrlo drugačiju vrstu strukture: uređaj za pohranu energije koji bi ponovno stvorio pumpanu hidroelektranu bez potrebe za planinama. Njih je par počeo crtati grube ideje za strukture, računajući koliko bi koštala izgradnja svake od njih i raspravljajući o dizajnu tijekom čestih poziva između Ticina i Kalifornije. “[Gross] je uvijek opsjednut smanjenjem troškova svega – vrlo je dobar u tome”, kaže Pedretti, sada glavni tehnološki direktor Energy Vaulta. Jedan od njihovih prvih dizajna imao je oblik spremnika s čeličnim stijenkama visokog 100 metara i širokog 30 metara, gdje bi se voda pumpala do vrha, a zatim puštala da se spusti natrag na dno, okrećući turbinu povezanu s generatorom. Kasnije su razmišljali o izgradnji niza povišenih plastičnih korita koja bi se naginjala kako bi voda padala između razina. Nijedan od dizajna nije dovoljno smanjio trošak, pa su se Pedretti i Gross vratili jednoj od svojih prvih ideja: korištenju dizalice za podizanje i spuštanje utega. Dizalice su jeftine, a tehnologija je posvuda, rezonirao je Pedretti. Na taj način ne bi morali ponovno izmišljati kotač samo da bi pokrenuli svoju ideju. okretanjem turbine spojene na generator. Kasnije su razmišljali o izgradnji niza povišenih plastičnih korita koja bi se naginjala kako bi voda padala između razina. Nijedan od dizajna nije dovoljno smanjio trošak, pa su se Pedretti i Gross vratili jednoj od svojih prvih ideja: korištenju dizalice za podizanje i spuštanje utega. Dizalice su jeftine, a tehnologija je posvuda, rezonirao je Pedretti. Na taj način ne bi morali ponovno izmišljati kotač samo da bi pokrenuli svoju ideju. okretanjem turbine spojene na generator. Kasnije su razmišljali o izgradnji niza povišenih plastičnih korita koja bi se naginjala kako bi voda padala između razina. Nijedan od dizajna nije dovoljno smanjio trošak, pa su se Pedretti i Gross vratili jednoj od svojih prvih ideja: korištenju dizalice za podizanje i spuštanje utega. Dizalice su jeftine, a tehnologija je posvuda, rezonirao je Pedretti. Na taj način ne bi morali ponovno izmišljati kotač samo da bi pokrenuli svoju ideju.
Zamršen dio bi, međutim, bio smisliti način na koji se autonomno podižu i slažu utezi. Sustav za pohranjivanje funkcionirao bi slaganjem tisuća blokova u koncentrične prstenove oko središnjeg tornja, što bi zahtijevalo milimetarski precizno postavljanje blokova i sposobnost kompenziranja vjetra i efekta klatna uzrokovanog velikim utegom koji se ljulja na kraju tornja. kabel. Na demonstracijskom tornju u Arbedo-Castioneu, kolica koja drže kablove koji podižu cigle pomiču se naprijed-natrag kako bi kompenzirali to kretanje; tabla u Pedrettijevu uredu u Westlake Villageu u Kaliforniji još uvijek je prekrivena jednadžbama koje je on koristio kako bi razradio najbolji način glatkog podizanja i slaganja blokova.
U srpnju 2017. Pedretti je otišao na internet i kupio 40 godina staru dizalicu za 5000 eura. “Bilo je zahrđalo, ali bilo je dobro. Učinilo je posao”, kaže. Sa svojim kolegom u Energy Vaultu, Johnnyjem Zanijem, zamijenio je elektroniku dizalice i postavio je u gradu zvanom Biasca, sjeverno od trenutnog testnog mjesta Energy Vaulta. Za svoj prvi test softvera, naložili su dizalici da podigne vreću s prljavštinom i premjesti je na određenu točku na maloj udaljenosti. “Bilo je nevjerojatno — uspjelo je prvi put. Ovo se nikada ne događa! Uzeo je uteg, pomaknuo ga i zaustavio točno deset metara”, kaže Pedretti. Tjedan dana kasnije zamijenili su vreću zemlje hrpom svijetloplavih bačvi i snimili video kako dizalica slaže bačve. “Ovo je bio video koji je zapravo pokrenuo tvrtku”, kaže Pedretti.
Do listopada 2017. Energy Vault je službeno postao tvrtka, s Robertom Piconijem, bivšim direktorom u zdravstvu i još jednim Grossovim suradnikom, kao izvršnim direktorom. Sada su morali uvjeriti investitore da je njihova 40 godina stara dizalica samo početak tvrtke koja bi mogla pomoći u rješavanju rastuće svjetske dileme oko obnovljivih izvora električne energije.
ŽIVIMO kroz revoluciju u proizvodnji električne energije. U mnogim dijelovima svijeta era izgaranja fosilnih goriva za proizvodnju električne energije bliži se kraju. U 2020. Ujedinjeno Kraljevstvo je prošlo rekordnih 67 dana bez pokretanja jedne od svojih rijetkih preostalih elektrana na ugljen, što je zapanjujući podvig za zemlju koja je prije manje od 10 godina proizvodila jednu trećinu svoje električne energije iz ugljena . Od 2010. godine, brzi razvoj vjetra i sunca pogurao je udio globalne električne energije proizvedene obnovljivim izvorima energije s 20 posto na nešto ispod 29 posto. Prema podacima Međunarodne agencije za energiju, do 2023. ukupni instalirani kapacitet vjetra i sunca premašit će onaj prirodnog plina. Do 2024. prestići će ugljen, a godinu dana kasnije obnovljivi izvori energije u cjelini trebali bi postati najveći pojedinačni izvor proizvodnje električne energije u svijetu. “Ako ozbiljno razmišljamo o pokušajima suočavanja s klimatskim promjenama, bolje da smo u situaciji u kojoj se krećemo prema sustavu visoke penetracije obnovljivih izvora energije”, kaže Dharik Mallapragada, istraživač na Massachusetts Institute of Technology’s Energy Initiative. “To je naša najbolja kartica iz tehnološke perspektive. Samo u sustav ubacimo što više vjetra i sunca.”
Utrka za dekarbonizacijom naših mreža postavlja izazove s kojima se dosad nismo suočili. Pokretanje elektroenergetske mreže zahtjevan je čin gdje se proizvodnja električne energije mora pažljivo uravnotežiti s potražnjom u svakom trenutku. Sustav je uvijek na rubu opasnog izlaska iz ravnoteže. Ako proizvedete previše električne energije, mreža će se pokvariti. Generirajte premalo električne energije i, pa, mreža se pokvari. Upravo se to dogodilo u Teksasu u veljači 2021., kada je državu pogodila jedna od najhladnijih zimskih oluja u desetljećima. Teksašani su se utrkivali da pojačaju grijanje i obrane se od toliko niskih temperatura da su se cjevovodi koji vode do plinskih i nuklearnih elektrana smrzli. Kako je potražnja porasla, a opskrba pala u ranim jutarnjim satima 15. veljače, osoblje u kontrolnoj sobi Teksaškog vijeća za električnu pouzdanost (ERCOT) mahnito je zvalo komunalne službe, tražeći od njih da isključe struju svojim kupcima. Milijuni Teksašana danima su ostali bez struje. Neki su umrli od hipotermije u vlastitim domovima dok su čekali da se struja vrati na mrežu. Nekoliko dana nakon krize, glavni izvršni direktor ERCOT-a Bill Magness priznao je da je cijela mreža samo “sekunde i minute” udaljena od nekontroliranog raspada struje zbog kojeg bi deseci milijuna stanovnika mogli ostati bez struje nekoliko tjedana.
Mreže s visokim postotkom energije vjetra i sunca osjetljive su na nagle promjene u opskrbi električnom energijom. Kad se nebo smrači ili vjetrovi stišaju, ta proizvodnja električne energije jednostavno nestane iz mreže, ostavljajući komunalnim službama da popune prazninu koristeći fosilna goriva. I suprotna situacija stvara probleme. Oko 32 postoelektrične energije u Kaliforniji proizvodi se iz obnovljivih izvora energije, ali u hladnim proljetnim danima, kada je nebo vedro i vjetrovi stabilni, to može narasti na gotovo 95 posto. Nažalost, solarna energija doseže vrhunac oko podneva, satima prije nego što potražnja za električnom energijom dosegne najveću razinu jer se ljudi vraćaju kući s posla, pokreću klima uređaj i uključuju TV. Budući da se solarna energija ne proizvodi kasno navečer, ovu vršnu potražnju obično zadovoljavaju plinske elektrane. Kad su istraživači iz kalifornijskog Nezavisnog operatera sustava nacrtali ovaj jaz između solarne proizvodnje i vršne potražnje za energijom na grafikonu, primijetili su da linija prati okrugli trbuh i vitki vrat patke, a jednu od najneugodnijih komplikacija obnovljivih izvora energije nazvali su “pačja krivulja” . ” Simpatična krivulja toliki je problem da Kalifornija ponekad mora plaćati susjednim državama da joj uzmu višak solarne energije kako bi izbjegla preopterećenje svojih električnih vodova. Na Havajima, gdje je razlika između vršne solarne proizvodnje električne energije i vršne potražnje još izraženija, ova krivulja ima drugo ime: “Nessiejeva krivulja”.
Svi ovi problemi svode se na temeljnu manu električne energije: nemoguće ju je pohraniti. Iskra električne energije proizvedena u elektrani na ugljen ne može mirovati; mora negdje otići. Da bi mreže bile u ravnoteži, mrežni operateri stalno usklađuju ponudu i potražnju, ali što više vjetra i sunca dodate u mrežu, to više nesigurnosti unosite u ovaj čin balansiranja. Komunalna poduzeća štite se od toga držeći elektrane na fosilna goriva kako bi otpremala pouzdanu energiju kad god je to potrebno. Skladištenje energije nudi jedan izlaz iz ove okove. Pretvaranjem električne energije u drugačiji oblik energije – kemijsku energiju u litij-ionskoj bateriji ili gravitacijsku potencijalnu energiju u jednoj od visećih cigli Energy Vaulta – možete zadržati tu energiju i upotrijebiti je točno kada vam je potrebna. Na taj način izvlačite više vrijednosti iz obnovljivih izvora energije i smanjujete potrebu za pomoćnim pogonom iz elektrana na fosilna goriva. “To je pomak koji se mora dogoditi, a baterijska tehnologija i općenito skladištenje energije važan je dio tog pomaka prema obnovljivoj energiji”, kaže Alex Holland, viši tehnološki analitičar u IDTechEx-u. Prema Bloomberg New Energy Finance , skladištenje energije je na rubu eksponencijalnog porasta: njegovo izvješće za 2019. predviđa povećanje skladištenja od 122 puta do 2040., što zahtijeva do pola trilijuna funti novih ulaganja.
ČAK KADA JE NJEGOVA TVRTKA 2018. započela s radom na dizajnu višekrake dizalice, Piconiju je postajalo jasno da će sljedeća verzija njegovog sustava za pohranu energije trebati veliki remont. Za početak, toranj u punoj veličini težio bi astronomski iznos i zahtijevao bi duboke temelje da bi ostao stabilan. Sami blokovi bili bi teški oko 245.000 tona — što je gotovo polovica težine nebodera Burj Khalifa u Dubaiju. Izloženi dizajn također predstavlja potencijalne probleme. Ako bi snijeg bio zarobljen između dva bloka, mogao bi se zbiti u led, čineći slaganje više blokova nemogućim. Pješčane oluje mogle bi dokazati sličan rizik.
Kako bi riješili te probleme, Piconi i njegovi kolege odlučili su staviti svoj gravitacijski sustav za pohranu unutar golemih modularnih zgrada—sustav koji nazivaju EVx. Svaka predložena zgrada bila bi visoka najmanje 100 metara i sadržavala bi tisuće utega. Otklanjanje dizalice pojednostavljuje logistiku rada s toliko utega. Umjesto da se moraju precizno slagati u koncentrične krugove, sada se utezi mogu jednostavno podići okomito sustavom kolica i pohraniti na stalak na vrhu zgrade dok ne budu spremni ponovno se vratiti dolje.
Dizajn se također može promijeniti ovisno o zahtjevima skladištenja: duga, ali tanka zgrada bi osigurala mnogo energije u relativno kratkom vremenskom razdoblju, dok bi dodavanje dodatne širine zgradi povećalo vremenski raspon tijekom kojeg bi mogla osloboditi energiju. Sustav od jednog gigavat sata koji bi mogao osigurati otprilike dovoljno energije za napajanje oko 100.000 domova tijekom 10 sati imao bi otisak od 25 do 30 hektara. “Mislim, prilično je masivan”, kaže Piconi, ali ističe da će sustavi vjerojatno biti postavljeni na mjestima gdje nema manjka prostora, uključujući u blizini postojećih vjetroelektrana i solarnih farmi. Sustav također izaziva interes teških industrija gladnih energije koje žele koristiti više obnovljive energije. Jedan potencijalni kupac je proizvođač amonijaka na Bliskom istoku, a drugi velika rudarska tvrtka u Australiji. Piconi kaže da će većina kupaca odmah kupiti sustav za pohranu, no neki se mogu iznajmiti po modelu mjesečne pohrane kao usluge. Do sada su najveći poslovi na stolu za Energy Vault s velikim industrijskim klijentima.
Najvažnije pitanje s kojim se suočava Energy Vault je može li smanjiti troškove svojih zgrada dovoljno da gravitaciju učini najatraktivnijim oblikom skladištenja energije. Od 1991. cijena litij-ionskih baterija pala je za 97 posto, a analitičari očekuju da će ta cijena nastaviti padati u narednim desetljećima. “Stvarno, bilo koja tehnologija pohrane mora se natjecati s litij-ionskom tehnologijom, jer je litij-ionska tehnologija na nevjerojatnoj putanji smanjenja troškova”, kaže Oliver Schmidt, gostujući istraživač na Imperial College London. Tijekom sljedećih nekoliko desetljeća stotine milijuna električnih vozila sići će s proizvodnih traka, a gotovo svako od njih sadržavat će litij-ionsku bateriju. Sredinom 2018. Teslina Gigafactory proizvodila je više od 20 gigavat satilitij-ionskih baterija svake godine—više od ukupnog mrežnog skladišta baterija instaliranog u cijelom svijetu. Procvat električnih vozila snižava cijenu litij-ionskih, a za vožnju dolazi pohrana energije.
Cijena sustava Energy Vaulta možda neće toliko pasti. Svaki će objekt zahtijevati izgradnju nove zgrade, iako Gross kaže da tim već radi na načinima za smanjenje troškova smanjenjem količine potrebnog materijala i automatizacijom dijelova izgradnje. Jedna od njegovih prednosti su težine. Nekoliko tisuća blokova od 30 tona u svakom EVx sustavu može se izraditi od zemlje s gradilišta ili drugih materijala namijenjenih odlagalištu, plus malo veziva. U srpnju 2021. Energy Vault je najavio partnerstvo s talijanskom energetskom tvrtkom Enel Green Power za korištenje staklenih vlakana iz rashodovanih lopatica vjetroturbina kao dio svojih opeka. Na svom ispitnom mjestu u Arbedo-Castioneu ima prešu za opeke koja može izbaciti novi blok svakih 15 minuta. “To je ono što je sjajno u načinu na koji smo dizajnirali opskrbni lanac. Ništa nas ne može zaustaviti. To je prljavština. To je otpadni proizvod. Ove strojeve za ciglu možemo napraviti za četiri mjeseca, možemo ih sagraditi od 25 do 50”, kaže Piconi.
SKLADIŠTE ENERGIJE U EDINBURGHUstartup Gravitricity pronašao je nov način za smanjenje troškova gravitacijskog skladištenja: spuštanje njegovih utega u napuštena rudarska okna, umjesto izgradnje tornjeva. “Vjerujemo da, kako bismo dobili vrstu cijene, inženjeringa i fizike za rad na sustavima velikih razmjera… moramo koristiti geologiju Zemlje da izdržimo težinu”, kaže izvršni direktor Gravitricityja Charlie Blair. U travnju 2021. Gravitricity je započeo s testiranjima na demonstracijskom sustavu visokom 15 metara sastavljenom u Leithu u Škotskoj, no prvi komercijalni sustav tvrtke mogao bi završiti u Češkoj, gdje političari žele pronaći novu upotrebu za buduće -isključeni rudnici ugljena. Druga potencijalna lokacija je Južna Afrika, koja ima mnogo vlastitih rudnika plus dodatne probleme nestabilne električne mreže i čestih nestanaka struje.
Gravitricity cilja na drugačiji dio energetskog tržišta od Energy Vaulta: pružanje kratkih naleta električne energije u ključnim trenucima kako bi se spriječilo oštećenje skupe energetske infrastrukture. Električne mreže su dizajnirane za rad na određenoj frekvenciji; Europske mreže rade na 50 herca dok je u SAD-u 60 herca. Ova se frekvencija održava održavanjem ravnoteže između ponude i potražnje na mreži, ali iznenadni skok bilo kojeg od njih prijeti povećanjem ili padom frekvencije. U elektranama na fosilna goriva, rotirajuće turbine djeluju poput amortizera, ublažavajući male promjene u frekvenciji dok operateri povećavaju ili smanjuju opskrbu energijom kako bi zadovoljili potražnju. Solarne i vjetroelektrane ne rade tako, pa kad prestanu proizvoditi struju, mreže trebaju još jedan izvor energije da se brzo uključe kako bi održale frekvenciju dok se drugdje proizvodnja pojačava. Blair kaže da će sustavi tvrtke Gravitricity moći odgovoriti na promjene frekvencije za manje od jedne sekunde, te da bi kombiniranje sustava s drugim tehnologijama moglo još više skratiti to vrijeme odziva. Ova usluga, nazvana frekvencijski odziv, toliko je ključna da operateri elektroenergetskih mreža plaćaju veliku premiju za tvrtke koje mogu odgovoriti vremenskim djelićem sekunde.
Je li konačno došao trenutak za gravitacijsko skladištenje energije? U posljednjem desetljeću više je gravitacijskih startupa pokrenuto, propalo i zatim se ponovno pojavilo u različitim oblicima. Nitko od njih još nije prodao i izgradio sustav za kupca, iako Energy Vault ima osam potpisanih ugovora s nekoliko projekata koji bi trebali započeti do sredine 2022. U rujnu 2021. tvrtka je najavila da će uskoro ući na burzu New Yorka. Razmjena nakon spajanja s posebnom tvrtkom za kupnju (SPAC): popularna alternativa IPO-u koja tvrtkama nudi brži i lakši put do izlaska na berzu. Tvrtka koja stoji iza kotacije Energy Vaulta, Novus Capital, također je stajala iza još jednog SPAC-a koji je tvrtku za poljoprivrednu tehnologiju AppHarvest iznio na berzu u veljači 2021. Od tada je cijena dionice AppHarvesta dramatično padala.
Najnoviji SPAC procijenio je Energy Vault na 1,1 milijardu dolara (808 milijuna funti), ali neki stručnjaci nisu uvjereni da je potencijal za gravitacijsko skladištenje energije toliko raširen kao što njegovi zagovornici sugeriraju. “Puno se novca vrti okolo, općenito, zelene tehnologije skladištenja energije. I mislim da možete zajahati taj val do određene mjere,” kaže Alex Holland, analitičar IDTechEx-a. Godine 2019. Energy Vault je najavio ulaganje od 110 milijuna dolara iz SoftBankovog Vision Funda, iako je SoftBank od toga isporučio samo 25 milijuna dolara prije nego što je pauzirao financiranje 2020. SoftBank je kasnije ponovno uložio u Energy Vault kao dio kruga serije C u kolovozu 2021. i ponovno kao dio SPAC dogovora. Ostali ulagači u Energy Vault uključuju Saudi Aramco Energy Ventures, Prime Movers Lab i nekoliko investicijskih tvrtki.
Kao i s drugim tvrtkama za pohranu u ranoj fazi, Energy Vault je morao pronaći pažljivo balansiranje u načinu na koji se predstavlja: dovoljno remetilački da privuče ulagače koji traže sljedeću veliku stvar, ali dovoljno pouzdan i jeftin da će komunalna poduzeća razmotriti njegovo uključivanje njihove energetske infrastrukture. S jedne strane je mjesečina potpuno obnovljivog svijeta, s druge surova ekonomija jeftinog skladištenja energije. Jedan zid u uredima tvrtke u Ticinu drži uokvireni tweet Billa Gatesa koji Energy Vault naziva “uzbudljivom tvrtkom”. Na suprotnoj strani zida nalazi se još jedan uokviren citat, ovaj put samog Roberta Piconija, o dispečiranju pohranjene energije ispod cijene fosilnih goriva.
Schmidt je također bio iznenađen kad je vidio procjenu vrijednu milijardu dolara. Potreba za dugotrajnim skladištenjem stvarno počinje gristi kada se energetski sustavi sastoje od više od 80 posto obnovljive energije. Ta je brojka za većinu zemalja vrlo daleko. U međuvremenu, još uvijek imamo druge načine postizanja fleksibilnosti: termoelektrane koje izgaraju biomasu uz hvatanje ugljika, međupovezivanja između energetskih mreža i smanjenje potražnje za električnom energijom. Schmidt smatra da će litij-ionska zadovoljiti većinu svjetskih potreba za novom pohranom sve dok nacionalne električne mreže ne dostignu 80 posto obnovljivih izvora energije, a tada će potreba za dugoročnijom pohranom biti zadovoljena nizom konkurentskih tehnologija, uključujući protočne baterije, komprimirani zrak , toplinsko skladištenje i gravitacijsko skladištenje. “Prvi izazov s obnovljivim izvorima energije, kako dolazite do velikih prodora, je iz sekunde u drugu, volatilnost iz minute u minutu, a ako ne možete riješiti te probleme stabilnosti, nikada nećete postići 80-postotni prodor obnovljivih izvora energije,” kaže Marek Kubik, direktor u Fluenceu, tvrtki za skladištenje energije koja je izgradila 3,4 gigavata mrežno skladištenje baterija—gotovo sve litij-ionske. “Danas je litij-ion upravo dominantna tehnologija zbog pada troškova, koji nije potaknut industrijom stacionarnih skladišta već električnim vozilima. To je vrlo zastrašujuća sila.” litij-ion je upravo bio dominantna tehnologija zbog pada troškova, koji nije potaknut industrijom stacionarnih skladišta, već električnim vozilima. To je vrlo zastrašujuća sila.” litij-ion je upravo bio dominantna tehnologija zbog pada troškova, koji nije potaknut industrijom stacionarnih skladišta, već električnim vozilima. To je vrlo zastrašujuća sila.”
Pedretti međutim ističe da se litij-ionske baterije s vremenom degradiraju i moraju se zamijeniti. Gravitacija je oblik skladištenja koji teoretski ne bi trebao izgubiti učinkovitost. “Danas ljudi razmišljaju kratkoročno”, kaže. “Političari, menadžeri, svi se mjere prema kratkoročnom učinku.” Prebacivanje svijeta na obnovljivu električnu energiju zahtijevat će promjenu načina razmišljanja od samo nekoliko godina unaprijed do desetljeća, pa čak i stoljeća koja dolaze. Ljudi koji su gradili brane u Švicarskoj i pumpali hidroelektrane nisu gledali kratkoročno, dodaje. Engeweiher crpna hidroelektrana u Schaffhausenu još uvijek ima ugovor da radi još 31 godinu; do kraja tog ugovora bit će u funkciji gotovo jedno i pol stoljeće. Izgradnja električne mreže za svijet bez ugljika slična je vježba dugoročnog razmišljanja: “U prošlosti ljudi koji su gradili brane nisu razmišljali kratkoročno. Mislili su dugoročnije. A danas ovo nedostaje.”