Usilovat o dekarbonizaci průmyslu je chvályhodné. Vyžaduje to ale ukládání spousty energie, protože dnešní zdroje obnovitelné energie jsou poněkud vrtkavé. Když používáte fosilní paliva, je docela snadné provozovat továrnu nonstop. Ale zkuste si to se solární energií, pokud byste ji nemohli ukládat a zase vracet zpátky do akce.
Přesně před rokem jsme na OSLU psali o kalifornském startupu Rondo Energy, který vyvíjí průlomové termální baterie z cihel. Rondo využívá levné a dostupné materiály, s nimiž hodlá prorazit v globálním měřítku. Vývoj termálních baterií ale letí rychlostí blesku a před Rondo Energy se teď dere další kalifornský startup Antora Energy, spinout MIT, za nímž stojí Bill Gates.
Antora vyvíjí kontejnerovou modulární termální baterii, která by měla ukládat obnovitelnou energii s extrémně nízkými náklady a následně ji poskytovat průmyslové výrobě. Měla by uskladňovat energii až do teploty 2 000 °C. Vzhledem k tomu z nich bude možné energii opět získávat v podobě tepla nebo elektřiny, což zařídí vysoce účinné termofotovoltaické panely.
Kontejnerové baterie Antora Energy jsou založené na velkých blocích uhlíku. Jde o materiál, který je odpadním produktem běžných průmyslových procesů a je tedy snadno dostupný v prakticky libovolném množství. Energii uskladňují zhruba za 1 dolar na 1 kWh, což je asi 50krát levněji než lithium-iontová baterie.
Uhlíkové termální baterie nejsou toxické a jsou vstřícné vůči životnímu prostředí. Jejich tepelná vodivost a mechanická pevnost ještě narůstají, když se baterie zahřívá. Díky tomu dokáže rychle pojmout ohromné množství energie. Materiál baterie drží pohromadě až do 3 000 °C, což tyto baterie předurčuje i pro aplikace, kde lze očekávat velké horko. Baterie rovněž ukládají energii s ohromující hustotou, díky čemuž potřebují jen malý prostor. Vzhledem k uložení v kontejnerech jsou vysoce mobilní.
Antora to rozjíždí ve velkém. Otevřeli továrnu na termofotovoltaické články, největší svého druhu na světě, která by měla vyrobit za rok termofotovoltaické články o celkovém výkonu 2 MW. Také pracují na projektech využití ultrahorkých termálních baterií v průmyslu, zhruba o výkonu 30-60 MW, které by měly začít pracovat kolem roku 2025.
Video: Antora Energy: Thermal Batteries Revolutionizing Industrial Decarbonization
Video: This new battery could re-industrialize America – if we let it
Literatura
Unikátní Electric Truck Hydropower nahrazuje hydroelektrárnu konvojem
Autor: Stanislav Mihulka (12.03.2022)
Ve Finsku spustili první komerční termální „baterii“ s hromadou písku
Autor: Stanislav Mihulka (08.07.2022)
„Opékač cihel“ slibuje rázně omezit emise uhlíku
Autor: Stanislav Mihulka (15.09.2022)
Diskuze:
Uhlík možná, ale co celý kontejner
Kamil Kubu,2023-09-11 15:52:16
Uhlík je možná levný odpad. Ale co k tomu bude stát ten kontejner? Jak silná bude izolace a z jakého materiálu, aby alespoň rozumnou dobu udržela tu teplotu 2000 °C? Kolik budou stát ty TPV? Jakým způsobem bude fungovat nabíjení? TPV článek je jednosměrný, obráceně fungovat nebude. Takže musí existovat jiný systém pro nabíjení. Odporovým teplem z proudu, který by probíhal přímo uhlíkovým blokem? A z čeho budou ty elektrody na konci, kterými potečou miliony ampérů? Mnoho dalších otázek si jistě konstruktéři položili a zodpověděli, než se vydali pro cizí peníze do začátku.
Re: Uhlík možná, ale co celý kontejner
Vojta Ondříček,2023-09-11 17:17:35
Ano, ten tepelný akumulátor je "nabíjen" přebytečným elektrickým proudem a prakticky je optimalizován na teplotu 1300 až 1500°C ve kterém záření uhlíkových cihel má optimální vlnovou dékku na přeměnu v TPV na elektrický proud. Záření jiných vlnových délek (např. IR, nevyužitelných v TPV) se vrací odpovídajícím reflektorem nazpět do uhlíku.
Slitiny odporových drátů, jako např. pro keramické vypalovací pece snášejí tyto vysoké teploty. Ovšem uhlík samotný je také dobrým elektrickým vodičem a mohl by se snad ohřívat přímo elektrickým proudem.
Účinnost
Vojta Ondříček,2023-09-11 01:54:25
Účinnost té thermophotovoltaischer (TPV) Technologie je teoreticky až 40%. Účinnost kompletního systému snižují dále tepelné ztráty žhavého (termálně "nabitého") jádra nedokonalou tepelnou izolací. I v běžné vakuované termosce také vychladne kafe.
No a bez pohyblivých částí se to také neobejde. Izolační konteiner termického zásobníku musí mít otvírací a zavírací dvířka směrem TPV-panel ... a ten musí mít též nějaké chlazení (vzduchem, nebo vodou).
Když k tomu přičtu ještě konečnou účinnost přeměny stenosměrného proudu z TPV panelů na střídavý, tak se dostanu v ideálním případu někam ke 30% účinnosti systému úložiště. Jasně, je to lepší, než nic.
Re: Účinnost
D@1imi1 Hrušk@,2023-09-11 07:39:24
Na čisté ukládání elektřiny je to zřejmě nekonkurenceschopné. S tak nízkou účinností by mohli energii rovnou ukládat např. do stlačeného vzduchu. Smysl by to mohlo dávat, kdyby primárním cílem bylo skladovat vysokopotenciálové teplo a výroba elektřiny by byla bonusem navíc.
Re: Re: Účinnost
Jirka Naxera,2023-09-12 12:02:18
Porad tak nejak mi neni po chuti, vymyslet takovehle a horsi opicarny jen proto, aby se tam nemuselo dat par osvedcenych uranovych tyci a nejaky ten moderator, a mit "nabito" nejmene na rok, nez se povymenuje/porotuje.
Proste zkratka byla delsi, ale zato o to vice strma...
Re: Účinnost
Josef Pazdera,2023-09-11 12:21:05
Stojí za pozornost: https://www.youtube.com/watch?v=z5HH0cViGaI
Re: Re: Účinnost
Vojta Ondříček,2023-09-11 17:02:28
Tohle video jsem si dal už loni ... a stojí za zhlédnutí už i proto, že ukazuje limity tohoto typu akumulace tepla. Ten zásadní problém tam má autor v relativně malém rozpětí teploty (písečného) akumulátoru mezi zhruba 40 až 90°C (= zhruba 50K, jestli mne paměť neklame). A té horní hranice teploty dosahuje až speciálním tepelným čerpadlem. (autor videa má velkoprodejnu s tepelnými čerpadly). Písečný akumulátor mu slouží na ohřev užitkové vody a na přítop podlahovým topením.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
