Energia és mobilitás zöld szemszögből

Energia tárolás és Minecraft

2019. szeptember 09. • írta: ZöldEnergia

A Financial Times írja, hogy a Softbank 110 millió dollárt fektet be egy start-up vállalatba, amely az energiatárolás egy konvencionális módját szeretné ipari szintre emelni, szó szerint. A gravitációs (helyzeti) energiával való energiatárolás nem új keletű megoldás, de az Energy Vault vállalat ezt kombinálná egy, a Minecraftra emlékeztető kompozit kockákon alapuló automatikus rendszerrel.

Az ötlet, hogy energiát tároljuk úgy, hogy nehéz dolgokat a magasba emelünk, ha az ehhez szükséges energia rendelkezésre áll, majd kontrollált módon az eredeti magasságra engedjük vissza, ha energiára van szükségünk, nem új. Ilyen módon működnek a víztározók, ahol a magasabban elhelyezkedő vízben rejlő helyzeti energiát alakítja át a vízerőmű elektromos energiává a víz mozgásából adódó kinetikus energia átalakításával.

Az Energy Vault víz helyett 35 tonnás kompozit kockákat emelne magasba hatalmas darukra szerelt elektromotorok segítségével, olcsó áramot felhasználva, pl. amikor a megújuló energiaforrásokra alapuló termelés csúcsra jár. Az energiát aztán nagyjából 85–90%-os hatékonysággal lehet visszanyerni úgy, hogy a tömböket visszaeresztik a földre. A rendszer legalább 30 évig üzemképes komolyabb hatékonyság veszteség nélkül a vállalat szerint. A tömbök elhelyezését teljesen automatizálni lehet, ami jelentősen lecsökkenti az üzemeltetési költségeket.

A jelenlegi tervek szerint 25, 35 and 80 MWh kapacitású tornyokat tudnának létrehozni, amelyek 4–8 MW folyamatos áramtermelést tudnak biztosítani nagyjából 8–16 órán keresztül. Jelenleg egy ¼ méretű kísérleti telep van üzemben. 

A megoldás egy óriási Minecraft toronyra emlékeztető építményt eredményez, ami napi szinten nőhet és fogyhat, a megújuló energiaforrásokon alapuló áram mennyisége és az azt felhasználók által generált fogyasztás mértékében. 

A kompozit kockákat bármiből elő lehet állítani, lehet, hogy ez lenne a hosszútávú megoldás a szemétbe kerülő műanyagok által okozott környezetszennyezésére is?

41 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr1815052596

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

nemecsekerno_007 2019.09.10. 14:45:49

Nem rossz ötlet, bár az ördög mint mindig a részletekben van :)
Pár éve olvastam egy texasi start-up-ról, két egyetemista kezdte el.
Ök a már kitermelt rétegekbe sajtolnának vizet elektromos szivattyúkkal, amit később kiengedve turbinákat hajtanának meg... Nem tudom, hogy állnak vele.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.10. 15:54:41

4MW az kb. 400 tonna 1 méter magasra 1 másodperc alatt, ami 8 órán keresztül 28,8 kilométer magasság = 4000 tonna 2,8 kilométer magasság = 40000 tonna 280 méter magasság. Ez utóbbi végül is lehet. Az biztos hogy jobb hatásfok mint a vizet pumpálni.

dez01 2019.09.10. 16:52:06

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll: 2,4 kg/m betonsúllyal számolva: 1 m3 kocka 2,4 tonna, tehát felfelé kerekítve 17000 m3 beton.... elég soknak tűnik.....

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.10. 18:25:25

@dez01: Az, de nem lehetetlen. A víz szivattyúzásánál jobb hatásfokú. A 35 tonnás kockák teljesen kivitelezhetők, betonból tök jól megcsinálhatók. Kell egy 300 méteres torony, pár ilyen daru, meg sok betonkocka. A gond az hogy a 4MW egy ló fing. Ha egy magyarországnyi 2 GW-os ingadozást kell több órára áthidalni, akkor rettenetes számok jönnek ki.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.10. 19:22:15

Nem tudom, milyen anyag akar lenni az a "kompozit" kocka, jó lenne erről több infó. Ha műanyaghulladék is van benne, akkor az máris rossz hír, mert a szénhidrogénekből előállított műanyag hulladékként is értékes anyag - lesz idővel.

@dez01:

Belegondoltál, mekkora környezeti terhelést jelent az ennyi beton előállításához szükséges cement legyártása? Én legalábbis úgy tudom, hogy a cementgyártás nem éppen környezetbarát folyamat. Ha tévedek és mostanra környezetbaráttá vált, akkor nem szóltam.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.10. 19:29:22

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

A gyalázatosan rossz hatásfok ellenére én a mai lehetőségek közül a vízbontás -> metángyártás -> gázturbina vagy fuel cell megoldást látom még mindig a legkivitelezhetőbbnek. Talán inkább gázturbina, hiszen a tárolt energia visszanyerésére leginkább télen kerülne sor, akkor pedig a hulladékhő felhasználható távfűtésre, így jelentősen javulna - vagyis nem lenne tragikusan rossz - az eredő hatásfok.

Nem utolsó sorban azért is tartom ezt még mindig a lehető legjobb tárolási megoldásnak, mert olcsón lehetne gyakorlatilag korlátlan mennyiségben tárolni a villamos energiát.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.10. 19:40:06

Ráadásul felhasználható lenne a már meglévő gáz-infrastruktúra is: gáztárolók, gázvezetékek és a lakossági gázfogyasztók, de még a belsőégésú motorokba is jó lenne. Persze akkor nem metánt kell gyártani, de ez már részletkérdés.

GyMasa 2019.09.10. 20:18:42

Thunderf00t már ezt is kielemezte.
www.youtube.com/watch?v=NIhCuzxNvv0
(Spoiler alert: ez SEM fogja megváltani a világot :-D )

apro_marosan_petergabor 2019.09.10. 20:27:32

Nem tudom miért kompozit - illetve ez most mit takar? Azt gondolom, annál kisebb a helyigény, annál nagyobb a fajlagos energiasűrűség, s annál kisebb a helyigény. Így a kompozit - ha az műanyag nem tűnik jó ötletnek...
Beton, vas, ólom vagy hasonlók előnyösebbnek tünnek.
De hajrá, majd a piac eldönti. Emellett az egyszeri építési költségek - s annak a környezeti következményei nem tűnnek túl bíztatónak - meg a megoldás nem is elegáns - amellett, hogy hogy néznének ki ezek a mondtrumok...
Akkor már inkább vízbontás - tüzelőanyagcella kombináció - ipari méretekben (még nem ismerek ilyet) s van még ezer megoldás...

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.10. 21:35:12

@apro_marosan_petergabor:

"Beton, vas, ólom vagy hasonlók előnyösebbnek tünnek."

Ha lúd, legyen kövér: ozmium vagy iridium.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.10. 23:57:22

@Kovacs Nocraft Jozsefne: " vízbontás -> metángyártás -> gázturbina vagy fuel cell " Ennek hatásfokát úgy 20 százalék alá saccolom. Ja és még mindig szenet viszel be a rendszerbe.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.10. 23:59:53

@apro_marosan_petergabor: "Akkor már inkább vízbontás - tüzelőanyagcella kombináció " - a hidrogén túlfeszültsége miatt a vízbontás árammal gyalázatos hatásfokú. Befekteted a delejt, hogy hidrogén atomokat állíts elő, amik utána nagy hő leadásával H2-t adnak. Nem buli.

apro_marosan_petergabor 2019.09.11. 06:39:35

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:
Tudom, ez normál módszer.
De hátha ki lehet találni valamely jobb megoldást - ahogy az akkumulátorok hatásfoka is egészen más, mint a kezdetekben, ezt az eljárást is újabb megoldásokkal lehetne fejleszteni - a grafén forrdalamasított sok eljárást már, hátha itt is kiutat jelentene alkalmazása.
Stb.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.11. 08:22:47

@apro_marosan_petergabor:

A hidrogénatomok H2 molekulákká egyesülését nemigen tudod megakadályozni, mert azonnal megtörténik. Mivel pedig a vízbontást a termelési fölösleg idején, azaz nyáron kell elvégezni, még távfűtésre nem lehet a keletkező hőt felhasználni.

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

A ződek aszongyák, hogy a napelem már most is ócsóbb a zatomnál, és még sokkal ócsóbb lesz. Akkor nosza rajta, lehet ötszörösen túlméretezni, talán még akkor is olcsóbb lesz az atomnál. :)

Komolyra fordítva a szót: Ahogy írtam fentebb, a gyártott metán vagy hasonló szénhidrogén gázturbinákban való elégetése esetén az eredő _elektromos_ hatásfok valóban igen gyatra lesz, de ha kombinált ciklusú erőműben égetik el, akkor már jobb lesz az összesített hatásfok (villany plusz hőenergia).

Az meg, ahogy említettem is, óriási előny, hogy egyfelől így korlátlan mennyiségben tárolható az energia a meglévő infrastruktúra segítségével, másrészt a meglévő gázturbinás erőművekben fel is használható áramtermelésre, plusz fűtésre, esetleg a közlekedésben LNG helyett. Vagyis nem kíván radikálisan új és drága megoldásokat.

Mindez igen komoly költségmegtakarítást eredményez minden más megoldással szemben, ez részben kompenzálja a rossz hatásfok miatti magas költségeket. Ráadásul az átállás lehet sima és folyamatos, csökkenő földgázfelhasználással.

Sajnos az van, hogy sok országban igen komoly az ellenállás az atomenergiával szemben, a politikusok pedig nem mernek ezzel szembemenni. Marad a megújulók tárolása, erre viszont meglévő megoldások (SZET, a posztban említett módszer) alkalmatlanok, max. mintaprojekt szintjén valósíthatók meg.

"és még mindig szenet viszel be a rendszerbe."

Na igen, ez megoldandó gond.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.11. 08:27:16

@BiG74 Bodri:
@apro_marosan_petergabor:

Akkor már inkább arany. Csak Fort Knox közelébe kell telepíteni a tárolót. :DDD

A kérdés amúgy eleve akadémikus, szerintem az egész ötlet halva született. Kuriózumként megépíthető egy-egy ilyen tároló, de nemzetgazdasági méretekben reménytelen.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.11. 11:37:30

@apro_marosan_petergabor: Sajnos a H3O+ + e- = H2O + H reakció adott és így a H + H = H2 erősen exoterm reakciót nem tudod megakadályozni, vagyis a villany egy részéből normál hőmérsékleten hőt csinálsz, ami gyakorlatilag hulladék hő. Emellett rengeteg energiát kell betenned a H2 tárolásához szükséges összepréseléshez, amit a felhasználásnál nem tudsz visszanyerni. Halott ügy. Max a kénsav-jód ciklust felhasználva érdemes hidrogént előállítani közvetlenül hőből.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.11. 11:47:57

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

"engeteg energiát kell betenned a H2 tárolásához szükséges összepréseléshez"

Az is hulladékhő lesz.

Na de ha metánt vagy más szénhidrogént csinálsz belőle? Ott hogy néz ki az energiamérleg?

"a kénsav-jód ciklust felhasználva érdemes hidrogént előállítani közvetlenül hőből"

Erről írnál kicsit részletesebben? Láthatóan eléggé képben vagy a témában, én viszont nem annyira. :)

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.12. 10:40:34

hu.wikipedia.org/wiki/K%C3%A9n-j%C3%B3d_ciklus

Magas hőmérséklet kell. Atomerőművel lenne hatékony.
A fenti leírásban persze van egy két hülye megállapítás, de azért a lényeg érthető.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.12. 14:28:39

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

Köszönöm szépen, ma is tanultam valamit. :)

Szép lenne, ha az atomerőmű hulladékhőjével működhetne, de a min. 850 fokos hőmérséklet-igény ezt eléggé kizárja. Kár.

Talán napkoncentrátorral megoldható lenne, de persze itt gond lenne a viszonylag kis energiasűrűség és a Nap követésének megoldása.

"A fenti leírásban persze van egy két hülye megállapítás"

Melyek ezek? Hadd tanuljak még. :)

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.12. 20:11:33

@Kovacs Nocraft Jozsefne: "A hőenergia minőségromlásából fakadó entrópianövekedés adja a hidrogén-előállítás hajtóerejét." Ez akkora faszság mint ide Jeruzsálem. Keveri az entrópia változást (ami egy spekulatív dolog) a hő-kémiai energia átalakítással.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.12. 20:31:46

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

A "hőenergia minőségromlása" kifejezést mondjuk én sem tudtam értelmezni, de betudtam hiányos fizikai ismereteimnek. Azt gyanítottam, hogy a hőmérséklet-különbség csökkenésére gondolt a szócikk írója, na de ez minden olyan - nem csak kémiai - folyamatnál fennáll, ahol a hőenergiát valami másfajta energiává alakítjuk át.

GyMasa 2019.09.12. 21:19:58

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:
Én is bolyongtam a Wikipédia oldalon, és azt írták, hogy a CuCl folyamat az kicsit alacsonyabb hőmérsékleten is működik (ahhoz "csak" 530°C kell).

GyMasa 2019.09.12. 21:27:11

@Kovacs Nocraft Jozsefne:
Itt az eredeti:
"The difference between the heat entering and leaving the cycle exits the cycle in the form of the heat of combustion of the hydrogen produced."
Eszerint, bár eléggé furcsán van megfogalmazva, azt jelenti, hogy az energiakülönbséget a hidrogén viszi magával a ciklusból, és amikor elégetjük, akkor szabadul fel.
(bár, most őszintén megmondom, hogy egyáltalán nem vagyok biztos benne, hogy jól értettem)

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.13. 08:06:36

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Nem éppen, mert van olyan kémiai folyamat ahol alacsonyabb hőmérsékleten lehet elvonni a hőt mint ahogy azt vissza lehet nyerni és ez igencsak szembe megy a termodinamika 2. főtételével, megkérdőjelezve mindazt a spekulációt amit az entrópiáról kitaláltak.

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.13. 08:12:01

Maguk a profi termodinamikával foglalkozó tudósok is problémáznak azon, hogy például a higanyklorid cella működés közben hűl, ami qrvára értelmezhetetlenné teszi abban az esetben a termodinamikai körében definiált entrópiát.
Ne feledjük! Az entrópiának több párhuzamos axiómája van. Más amikor a hőről beszélünk, meg más amikor fekete és fehér golyókat rázogatunk össze.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.13. 08:24:58

@GyMasa:

Szerintem jól érted. Amit nem értek, az az, miként lett ebből a magyar nyeévű szócikkben "hőenergia minőségromlása".

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

"a higanyklorid cella működés közben hűl, ami qrvára értelmezhetetlenné teszi abban az esetben a termodinamikai körében definiált entrópiát."

Én laikusként nem látok ebben semmi különöset, hiszen a cellában kémiai folyamatok játszódnak le, amit az entrópia meghatározásakor szintén figyelembe kell venni.

Ezt - hansúlyozom: laikusként - nem látom különösebbnek annál, mint amikor egy adott só (pl. ammónium-klorid, amit a macskáimnak szoktam adni a húgykövesség megelőzése céljából) vízben való oldásakor az oldat erősen lehűl.

De szívesen olvasnám a további magyarázataidat, mert érdekel a téma és szeretek számomra új dolgokat tanulni.

GyMasa 2019.09.13. 10:23:31

MOndjuk, még az 530°C is eléggé magasnak tünik nekem, mert a barangolás közben eljutottam a szuperkritikus kazánokhoz is, de még azok is "csak" 374°C-on müködnek.
Szóval emiatt pl egy atomreaktor vizével nem tudunk 530°C-t sem elöállítani, mert 374°C felett ugye gözzé válik (221 Bar-on)

GyMasa 2019.09.13. 10:29:04

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll
Tényleg, mi a véleményed a CANDU reaktorokról?

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.13. 16:29:30

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Ha hűl, akkor a hőből is villamos energia lesz, ami csökkenő entrópiát feltételez.
@GyMasa: A szuperkritikus reaktor a víz kritikus hőmérséklete felett működik. Tehát a 378 felett simán. A gond hogy a víz relatív permittivitása nagyon magas már 400 fokon így a cirkónium reakcióba lép vele. Továbbá ahol ilyen hőmérsékleten sósav van, nincs az a fém amiből meg tudod építeni a hidrogén fejlesztőt. A Candu reaktorok meg drágák az üzem közbeni nehézvíz veszteség miatt.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.13. 21:23:39

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

Először is ha csak a cellát nézed, akkor az eleve nem zárt rendszer. Továbbá a cellában lévő vegyület átalakulása bizonyára nagyobb entrópianövekedést jelent, mint amennyi csökkenéssel a lehűlés jár.

Azt persze ne kérdezt tőlem, hogyan kell definiálni egy vegyület entrópiáját, mert abszolút laikus vagyok e téren (is). De biztos vagyok abban, hogy ugyanazon atomok különféle vegyületekbe - vagy akár csak kristályszerkezetekbe - való elrendeződése más és más nagyságú entrópiát jelent.

GyMasa 2019.09.13. 22:41:34

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:
Köszi!
Most kezdem bánni, hogy kémiából annó nem voltam a topon...
Gyanús is volt, hogy ez a CANDU dolog túl szép, hogy igaz legyen...

Kurt úrfi teutonordikus vezértroll · https://hatodiklenin.blog.hu/ 2019.09.14. 17:35:15

@GyMasa: A CANDU nagyon régi ötlet. Nem véletlenül nem terjedt el.
@Kovacs Nocraft Jozsefne: A kémiai energia elektromos árammá alakulása eleve entrópia növekedéssel jár. Ez független attól amikor a hőmérséklet csökkenése miatt a hőenergiával is el kell számolnunk, vagyis villamos energiává alakul. Már pedig amikor a hőmérséklet tag negatív, akkor gond van az entrópia értelmezésével.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.15. 00:09:54

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

"A kémiai energia elektromos árammá alakulása eleve entrópia növekedéssel jár."

Mint minden energiaátalakítási folyamat. Ezt értem.

"amikor a hőmérséklet csökkenése miatt a hőenergiával is el kell számolnunk, vagyis villamos energiává alakul."

Az ammónium-klorid vízben oldása is endotherm folyamat, vagyis erős lehűléssel jár, ennek ellenére a lehűlt oldat entrópiája nagyobb, mint a kiinduló vegyületeké, hiszen zárt rendszerben történő foilyamatról beszélünk. Ha azonban az oldat hőmérséklete csökken, vagyis tisztán a termikus folyamat szempontjából csökken az entrópiája, akkor hol jelentkezik az az entrópiatöbblet, ami nemcsak hogy kompenzálja a lehűlésből származó entrópiacsökkenést, hanem az egész rendszer entrópiáját nagyobbá teszi, mint előtte volt? Nyilván a végbemenő kémiai folyamatok (a só oldatba vándorlása, ionokra bomlása stb.) lesz a bűnös.

"Más amikor a hőről beszélünk, meg más amikor fekete és fehér golyókat rázogatunk össze."

Pedig szerintem arról van szó, hogy hideg fekete és forró fehér golyókat rázogatunk össze. :)

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.09.15. 00:15:01

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll:

Még csak annyit tennék hozzá - amint fentebb már megtettem egyszer -, hogy mivel elektromos energiát állítunk elő kémiai energiából, csak a cellát nézni nem ér, mert az nem zárt rendszer. Be kell vonni azt az alrendszert is, amely felhasználja az előállított villamos energiát. Csak így tehető zárttá a vizsgált rendszer, hiszen csak zárt rendszerben érvényes a 2. főtétel - kiterjesztve a termodinamikán túlra is.

_Wasp_ 2020.03.03. 15:39:44

@Kurt úrfi teutonordikus vezértroll: a 280m amit számoltál minimum a duplája mert nem minden kocka kerül egyforma magasságba, hanem azokból épül a torony, tehát a torony magasságának a felével kell számolni (minusz a veszteségek)

Hát nemtom, rendkívül macerás módszernek tűnik, böszme nagy betontömbök mozognak, én pl nagyon nem szeretném, ha az év háromszázhatvanöt napjában, napi 24 órában egy száz (többszáz?) méter magas felhőkarcoló épülne akárhol a közelemben.
süti beállítások módosítása