מדוע מלח הוא הנכס המוערך ביותר של תחנת הכוח הזו

האם אי פעם תוהה מדוע יש כל כך מעט הפסקות בארצות הברית? זה למעשה מסתכם בכך: תחנות כוח תמיד מרוויחות יותר ממה שאנשים מבקשים.

תוכן קשור

• טעינה קדימה: עתיד המצברים
• חמש שאלות שעליכם להיות בעלות על בנק הסוללות החדש המופעל על ידי טסלה בקליפורניה

ברגע שייצור חשמל, האלקטרונים זורמים דרך קווי חשמל לבתים, עסקים, בתי ספר ובתי חולים - בכל מקום שהוא נדרש. יותר חשמל מיוצר ממפעילי רשת מצפים מכם לצרוך, כך שכאשר אתם מפעילים מתג, נדלקת נורה.

לא משנה אם אתה מדליק בפועל את האורות, תחנות הכוח שומרים שהטורבינות שלהם מסתובבות, מוכנות לשלוח חשמל לרשת בהתראה של רגע.

בעיה זו של עודף יכולת ייצור חשמל גרועה יותר בלילה כאשר הביקוש נמוך מאוד, והפער בין כמות הכוח הדרושה לזמינה גדול עוד יותר. זה מרתיע את השימוש בכמה מתחדשים, במיוחד כוח הרוח, הפועל בעיקר בלילה כשהרוחות חזקות ביותר (וכאשר אנשים משתמשים בפחות חשמל). בקיצור, הרבה חשמל, וחשוב מכך, חשמל נקי, מיוצר בזמן הלא נכון.

כאן נכנס לאחסון אנרגיה. אחסון אנרגיה כאשר הוא מיוצר ושחרורו בעת הצורך עוזר לשמור על רשת אמינה וסולל את הדרך להכנסת מתחדשים לסירוגין כמו רוח ושמש לתערובת.

חברות אנרגיה וטכנולוגיה פועלות במשך שנים להתמודד עם חוסר התאמה בין היצע / ביקוש, וסוללות התעוררו כמתמודדת העיקרית לאחסון חשמל. Tesla Inc., למשל, השקיעה למעלה מ- 600 מיליון דולר ב- Gigafactory שלה בנבאדה בכדי לייצר כמויות המוניות של סוללות ליתיום-יון.

אולם חברת חשמל באלבמה מצאה מקום אחר להכניס כמויות גדולות של אנרגיה עודפת - במערות המלח. חצי קילומטר מתחת לאדמה, מערת מלח שיכולה להתאים לפסל החירות מחזיקה את המשאב היעיל ביותר של Power South Energy Cooperative: אוויר.

במשך 25 שנה שולט הקואופרטיב באומנות ובמדע של דחיסת אוויר, אגירתו בתוך מערת מלח מתחת לאדמה, והשתמש בה לייצור חשמל. תחנת הכוח מקינטוש במקינטוש, אלבמה, היא המתקן היחיד בקנה מידה לאחסון אנרגיה דחוסת אוויר (CAES) בארצות הברית, ואחד מקומץ בלבד בעולם.

בלילה, כשאתה ישן והמכשירים שלך נחים, המפעל משתמש בעודף חשמל מהרשת כדי לדחוס אוויר ולשאוב אותו מתחת לקרקע למערת מלח אטומה.

"מלח הוא מנגנון אחסון יפהפה", אומר לי מפעל מקינטוש, לי דייויס.

הסיבה לכך היא שהמערות מספקות חללים גדולים ובלתי אטומים. האוויר הדחוס נשאר דחוס, והחמצן באוויר אינו מגיב עם המלח.

שם האוויר נאגר בלחצים שבין 650 ל- 1058 PSI, כעשירית מהלחץ של באר נפט בלחץ גבוה.

כאשר אנשים דורשים אנרגיה במהלך היום, האוויר משתחרר ליחידת גז טבעי באתר, שם הוא מחומם בגז טבעי, משרבב ומייצר זרם גז חם עוד יותר שמסובב טורבינה ומייצר חשמל.

מלמעלה, מפעל מקינטוש נראה כמו תחנת כוח סטנדרטית לגז טבעי, אך ישירות חצי קילומטר מתחת לפני השטח טמון מנגנון אחסון אנרגיה ייחודי. (באדיבות Power South Cooperative Cooperative)

אוויר דחוס הוא מרכיב מרכזי בייצור חשמל בכל מפעלי הדלק; זהו המרכיב הקריטי שגורם לדלק הגז לייצר זרם הגז שמסובב את הטורבינה. במפעלי גז טבעי אופייניים, הפקת אוויר דחוס היא החלק האינטנסיבי ביותר בהפעלת המפעל - יותר ממחצית מהאנרגיה המופקת על ידי הטורבינה פשוט מוזנת חזרה למערכת כדי לדחוס את האוויר.

אולם מפעל מק'ינטוש CAES מסוגל לדחוס את האוויר ללא תלות בתהליך ייצור הכוח, כאשר הכי חסכוני לעשות זאת, מכיוון שיש לו מקום לאחסן אותו - מכרה המלח. במפעל יש מספיק אוויר מאוחסן כדי לסייע לטורבינה של 110 מגה-ואט לייצר חשמל למשך 26 שעות, ומפעילה עד 110, 000 בתים.

על ידי דחיסת האוויר בלילה כאשר החשמל זול ושפע, במקום להשתמש בתפוקת הטורבינה לדחיסה, המפעל משתמש בפחות גז טבעי בכדי לייצר אותה כמות חשמל. זה גם מאפשר להשתמש במקורות חשמל נקיים לדחיסה.

אף שמפעל מקינטוש אינו פועל כרגע ישירות במקביל למפעלים מתחדשים, הוא בהחלט יכול, וזה רעיון המפתח. החשמל המשמש לדחיסת האוויר יכול להיות מיוצר על ידי טורבינות רוח, כפי שתוכנן עבור מרכז אנרגיה בתל במערב טקסס. חברת Apex CAES LLC גייסה 100 מיליון דולר עבור המרכז, שאם יפותח יהיה מתקן CAES מלח יחד עם רוח. המרכז מתכנן להשתמש בלילה המיוצר על ידי טורבינות רוח סמוכות בלילה כדי לדחוס אוויר ולהזין את האוויר בטורבינת גז במהלך היום.

בהתחשב במפעלי הגז הטבעי במגמת עלייה ברחבי הארץ, אחסון אנרגיית אוויר דחוס מספק דרך לשלב מתחדשים ובסופו של דבר לשרוף פחות גז.

עם זאת, אוויר דחוס אינו תרופת פלא. בעוד שמפעלים בגז טבעי זולים יחסית לבנייה ולהפעלה, המחיר הנמוך של הגז הטבעי פירושו גם שיש פחות תמריץ לחקור אלטרנטיבות למפעלים, או להתקין אפשרויות החוסכות גז.

עם העלות המדוכאת של הגז הטבעי והסיכון הכרוך בפריסת טכנולוגיה חדשה יחסית, שיש לה מעט פרויקטים לשמה, קשה להפוך את המספרים לעיפרון עבור CAES. פרויקט מרכז אנרגיה בת"ל נמצא בפיתוח מאז 2011, ועדיין לא גייס את ההון הדרוש ל -400 מיליון דולר נוספים.

"משהו חדש ושונה לא קל לרדת מהאדמה", אומר סגן סגן המנכ"ל של איפקס, סטיבן נייב.

פרויקטים אחרים של הבדיקה נכשלו בגלל עלות הפיתוח הגבוהה - כל דבר החל מעלות השלכת מי מלח המלח שנוצרו בתהליך הכרייה וכלה בסיכון לבדיקת מיקומים שעשויים להתגלות כבלתי מתאימים מבחינה גיאולוגית. באשר לתחרות האחסון, מצברים הם במובנים רבים גמישים יותר מכיוון שניתן למקם אותם קרוב יותר למקום בו הביקוש לכוח נמצא, אם כי על פי אייפקס, הסוללות (לפחות לעת עתה) יקרות משמעותית בטווח הרחוק.

אולם קואופרטיב Power South Energy היה עדיין נהנה לדבר מלח עם כמה בעלי ברית אחרים של CAES. אכן, מתקן מקינטוש משך מבקרים מקליפורניה, יוטה, ניו יורק ואיידהו.

אם המלח הוא דרך לייעל את מפעלי הגז ולנצל את מתחדשים, אז העבירו את המלח בבקשה.

הערת העורך: גרסה קודמת של מאמר זה טעה במקור כי יותר כוח נשלח לרשת ממה שנדרש, וכאן היא מבוזבזת. למעשה, עודף אנרגיה מבוזבז לפני שהיא נשלחת לרשת באמצעות מספר תהליכים. Smithsonian.com מתחרט על השגיאה.