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La batteria di avvio potrebbe fornire uno storage di rete più economico
Una startup chiamata Primo Potere ha ricevuto 11 milioni di dollari in capitale di rischio per aiutarla a costruire la prima versione su vasta scala di una nuova batteria di flusso a basso costo. La società in precedenza ha ricevuto $ 18 milioni tramite più sovvenzioni governative. La sua batteria è progettata per aiutare a stabilizzare la rete elettrica, rendendo l'elettricità più economica e rendendo più facile per le utility l'integrazione di fonti di energia rinnovabile intermittente come l'eolico e il solare.
Gioco di potere: Primus Power offre questo assaggio di parte delle sue nuove celle della batteria a flusso. Sta tacendo su molti dei dettagli del sistema mentre sviluppa la sua prima batteria a grandezza naturale.
Primus Power sta cercando di superare uno dei problemi fondamentali che hanno afflitto le batterie a flusso. La tecnologia, almeno in teoria, potrebbe essere una delle forme più economiche di stoccaggio in rete, poiché richiede materiali economici e abbondanti. Ma in pratica, le batterie a flusso sono state molto costose, in parte perché sono grandi e devono essere costruite su misura in loco. Primus spera di aggirare questo problema con un nuovo design che può essere prodotto in serie nelle fabbriche.
La necessità di tali batterie è aumentata poiché le aziende di servizi pubblici prevedono aumenti della domanda che potrebbero sovraccaricare la rete elettrica. Inoltre, molti stati, in particolare la California, richiedono l'uso di grandi quantità di energia rinnovabile, ma poiché tali forme di energia sono intermittenti, è difficile per i servizi pubblici mantenere la corrispondenza tra domanda e offerta necessaria per prevenire i blackout.
Le batterie potrebbero compensare i picchi di domanda e offerta caricando rapidamente o fornendo energia alla rete, prevenendo i blackout e riducendo la necessità di nuove linee elettriche. Ma sono stati troppo costosi per un uso diffuso. In quasi tutti i casi, è più economico costruire nuove linee elettriche o utilizzare centrali elettriche a gas naturale per compensare i cambiamenti nella produzione di energia dagli impianti solari ed eolici. Sebbene la tecnologia di Primus Power sia ancora troppo costosa per risolvere tutti i problemi di accumulo di energia sulla rete, avrà molti usi.
Con le batterie a flusso, una miscela di elettroliti e materiali di accumulo di energia viene immagazzinata in enormi serbatoi, alcuni grandi fino a 10 metri di altezza e 20 metri di larghezza, e quindi pompata in un dispositivo in cui viene generata corrente. Poiché le batterie a flusso utilizzano materiali economici come elettroliti a base d'acqua e materiali di accumulo di energia realizzati con materiali abbondanti come ferro e zinco, i costi iniziali elevati potrebbero ridursi una volta che ne saranno costruiti un numero sufficiente, afferma Haresh Kamath, senior project manager per l'energia stoccaggio presso l'Electric Power Research Institute, un'organizzazione di ricerca senza scopo di lucro supportata dall'industria elettrica. Ma finora, l'alto costo dei progetti dimostrativi iniziali ha soffocato gli investimenti.
Primus Power sta sostituendo i grandi serbatoi di accumulo con celle delle dimensioni di serbatoi di acqua calda. Questo approccio sacrifica alcuni dei potenziali risparmi sui costi dei grandi serbatoi di stoccaggio, ma compensa ampiamente questo con i risparmi possibili dalla produzione di massa in una fabbrica, afferma il CEO di Primus Tom Stepien.
L'azienda sta inoltre utilizzando nuovi materiali per l'accumulo di energia a base di zinco e un design migliore per aumentare la potenza della batteria di circa quattro o cinque volte. Queste modifiche consentirebbero batterie più piccole ed economiche che utilizzano meno materiale e che possono essere facilmente installate su proprietà di servizi esistenti, come nelle sottostazioni. Il sistema, che è immagazzinato all'interno di container, è portatile. Questo può essere un vantaggio per le utenze che necessitano temporaneamente di sistemi di batterie in attesa dell'installazione di nuove linee elettriche. Anche alcune altre aziende stanno lavorando su sistemi modulari, ma questi utilizzano ancora componenti relativamente grandi in grado di fornire un megawatt ciascuno o più. Primus Power sta portando avanti questo approccio: le sue celle sono più piccole e forniscono solo 20 kilowatt ciascuna.
Primus Power si unisce a circa altre 20 aziende che stanno tentando di realizzare batterie a flusso più economiche. Mira a raggiungere costi vicini a $ 500 per kilowattora di capacità di archiviazione. (Ci vorrà almeno un anno prima che l'azienda possa citare cifre solide sui costi, dice Stepien.) Questo sarebbe molto più economico di quelli che sono stati fatti finora, secondo Kamath. Le aziende spesso non rivelano i loro costi, ma stima che molti superino i $ 2.000 per chilowattora.
A 500 dollari per kilowattora, le batterie sarebbero abbastanza economiche per un uso diffuso sulla rete per applicazioni come il rinvio della costruzione di linee elettriche, afferma Kamath. Sarebbe anche sostanzialmente più economico del principale concorrente della tecnologia ora, le batterie agli ioni di litio, che costano circa $ 1.000 per chilowattora, dice. Ma sarebbe comunque troppo costoso raggiungere l'obiettivo del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti di sistemi di accumulo di energia che costano meno di $ 100 per chilowattora.
Se le batterie a flusso potessero fornire energia per soli $ 100 per chilowattora, sarebbero un'opzione più economica per i servizi pubblici rispetto all'installazione di una nuova centrale elettrica a combustibili fossili per compensare le variazioni giornaliere di energia eolica o solare, afferma Kamath. . Primus Power ha recentemente vinto una sovvenzione dall'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata per l'energia del DOE per sviluppare una batteria così a basso costo, ma sarà un design diverso da quello che sta attualmente ampliando e la società non sta dicendo molto a riguardo ancora.
Molte altre tecnologie sperimentali di archiviazione sono in fase di sviluppo per raggiungere questi bassi costi. Una tecnologia di batteria a flusso semisolido sviluppata da una startup chiamata 24M utilizza concentrazioni molto più elevate di materiali di accumulo di energia negli elettroliti, il che significa che possono immagazzinare 10 volte più energia delle batterie a flusso convenzionali. Una startup chiamata Liquid Metal Battery sta commercializzando una batteria che utilizza elettrodi ed elettroliti fatti di metalli fusi e sali.