Gepompte waterkracht versnelt in de toekomst van netopslag – CleanTechnica

MELD U AAN VOOR dagelijkse nieuwsupdates van CleanTechnica op e-mail. Of volg ons op Google Nieuws!

---

Er is de afgelopen maand veel geweldig nieuws over waterkrachtcentrales uit de hele wereld geweest, dus een kleine samenvatting is op zijn plaats. Ter herinnering: gepompte waterkracht is de zwaartekrachtopslagoplossing die echt werkt, in tegenstelling tot betonblokken, liften en railsystemen op hellingen.

We bouwen en exploiteren waterkrachtcentrales sinds 1907. De meeste bestaande faciliteiten zijn gebouwd om kern- en kolencentrales 's nachts iets te doen te geven en om hun slechte flexibiliteit overdag te overbruggen, en het is veruit de grootste vorm van energieopslag. op het rooster.

Drie jaar geleden bouwde ik een analyse van netwerkopslag gebaseerd op geabstraheerde bedrijfsfactoren, waarbij alle belangrijke vormen van opslag worden beoordeeld projecteerde de winnaars tot en met 2060. De winnaars waren gepompte waterkrachtbatterijen, redoxstroombatterijen en celgebaseerde batterijen, waarbij ook waterstof- en persluchtopslag goed was voor ongeveer 100 GW aan gemengde notenopslag. Zoals al mijn projecties is het verkeerd, maar ik denk dat het minder verkeerd is dan de meeste. Er zijn grote foutmarges op dit vlak, maar het is gebaseerd op solide fundamenten.

Het specifieke type gepompte waterkracht waar ik optimistisch over ben, is een gesloten lus, buiten de rivier gepompte waterkrachtopslag met hoge waterhoogte. Onderzoeker Matt Stocks en team van de Australia National University voerden een GIS-beoordeling op zoek naar locaties buiten beschermde gebieden, dichtbij transmissie met ruimte voor gekoppelde bovenste en onderste reservoirs met een verticale hoogte van minstens 400 meter en binnen een paar kilometer van elkaar.

Zelfs met deze beperkingen en het gebrek aan voldoende gegevens over grote delen van de wereld, zoals het grootste deel van Rusland, ontdekten ze dat er middelen waren voor 616,000 locaties met voldoende energie- en stroomcapaciteit om 100 maal de vereisten voor alle netwerkopslag ter wereld te dekken, en 200 keer in Noord-Amerika, gezegend als het is met veel steil land aan beide kusten.

Dit model houdt in dat gepompte waterkrachtwater steeds opnieuw water hergebruikt met weinig verlies, geen impact heeft op bestaande rivieren en dat de waterkolom door de hoogte van het waterwater klein is. Volgens Stocks zou een gigaliter water met een hoogte van 500 meter een gigawattuur aan energieopslag opleveren met twee kleine reservoirs van slechts een kilometer aan een kant als het vierkant is, meer vijvers dan nieuwe meren.

De tijd verstreek en mijn lithium-ionperspectief werd een multi-chemisch celgebaseerd batterijperspectief en ik ben aan het beoordelen of dit een groter deel van de oplossing zal zijn dan ik had verwacht. De voordelen van enorme maakbaarheid en de wet van Wright pleiten ervoor, maar de concurrentie om de elektrificatie van al het grondvervoer, de gehele binnenvaart, tweederde van de korte vaart en een opmerkelijke hoeveelheid luchtvaart compenseren dat.

Zeker de afgelopen paar jaar is er wereldwijd sprake geweest van een enorme toename van de opslag van voornamelijk lithium-ionbatterijen in het elektriciteitsnet, terwijl er weinig gepompte waterkrachtcentrales in gebruik zijn genomen. De Zwitserse fabriek van 20 GWh ging in 2022 live, terwijl Snowy 2.0 in Australië van ramp naar ramp ging. Het meest recente nieuws was dat hun tunnelboormachine slechts 150 meter haalde voordat hij een jaar lang vastliep. Ter vergelijking: de tunnelboormachine is 143 meter lang. Ja, elke keer dat iemand Snowy 2.0 noemt, zeg ik graag dat het geen voorbeeld is van pompwaterkracht, maar van een vreselijk gepland en beheerd megaproject.

Maar vlak voor het einde van het jaar kwam het nieuws dat de Noorse energiegigant Statkraft heeft verwierf de 450 MW in Loch Ness gelegen Red John-gepompte waterkrachtcentrale ontwikkeling van Schotlands Intelligent Land Investments. Ik heb jarenlang met ILI en zijn oprichter en CEO Mark Wilson gesproken, inclusief een diner met hem toen ik vorig jaar in Glasgow debatteerde over het koolstofvrij maken van de maritieme sector voor een Europese scheepseigenaar, dus dit was geweldig nieuws.

Red John is een van de drie pompwaterkrachtinstallaties die ILI heeft ontwikkeld om klaar te zijn voor gebruik met shovels, waarbij alle transmissieverbindingen, ontwerpen, engineering en goedkeuringen zijn voltooid. De drie delen allemaal een bovenste reservoir op steile heuvels met meren die als onderste reservoir fungeren, maar volgen verder het gesloten lusmodel, buiten de rivier. Samen hebben ze 2.5 GW aan stroomcapaciteit en 60 GWh aan energiecapaciteit.

Net nadat dat nieuws op mijn scherm verscheen, verscheen er iets waar ik jaren geleden ook met Wilson over had gesproken op mijn bureau. De Britse regering heeft uiteindelijk een cap en floor fiscaal model voor gepompte hydro. Dit biedt de begrotingszekerheid voor de ontwikkeling van de infrastructuur van een miljard dollar, tenminste in dat land, en er is in Schotland veel potentieel om dit op te slokken.

Eindelijk verscheen dit deze week op mijn scherm. Toen ik drie jaar geleden de analyse van de netopslag voor het eerst deed, waren er in China wereldwijd 35 van de 40 locaties in aanbouw, die 85% van de energiecapaciteit van 51 GWh vertegenwoordigden.

Vanaf 2023 hadden ze 19 GW aan stroomcapaciteit voltooid en hebben ze de technologie verdubbeld. Ze hebben nog eens 89 GW aan stroomcapaciteit in aanbouw en nog eens 276 GW gepland.

De gemiddelde pompwaterkrachtcentrale heeft een langdurige opslag, met 12 tot 24 uur opslag. De fabriek in Guangdong in Hong Kong beschikt bijvoorbeeld over een stroomcapaciteit van 2.4 GW en een energiecapaciteit van 25 GWh. Die verhouding is niet ongebruikelijk, zoals blijkt uit de energie-vermogensverhouding van 2.5 GW / 60 GWh, een volledige 24 uur aan energielevering, voor de ILI-faciliteiten.

Voor celgebaseerde opslag op batterijnetwerken ligt de verhouding tussen vermogen en energie gewoonlijk dichter bij 1 op 2, dus een installatie met een capaciteit van 100 MW kan over 200 MWh aan energie beschikken, die deze tot vier uur later economisch kan leveren. Met nieuwe chemie en over het algemeen dalende batterijkosten zijn er een aantal gevallen waarin acht uur opslag met batterijen kosteneffectief is geworden.

Met andere woorden: de waarde van celgebaseerde batterijopslag ligt niet in het opslaan van enorme hoeveelheden energie, maar in het opslaan van kleinere hoeveelheden en het zeer snel leveren ervan. De elektrochemie van op cellen gebaseerde batterijen is direct actief, in tegenstelling tot het verpompen van vloeistoffen in redoxstroomoplossingen of het openen van sluisdeuren en het opspoelen van turbines in gepompte waterkrachtcentrales. Elke technologie heeft sterke en zwakke punten die de andere aanvullen.

Ter context: hoewel pompwaterkracht risico's met zich meebrengt, waarbij tunnelbouw zich precies halverwege de indeling van professor Bent Flyvbjerg van meer dan 16,000 megaprojecten bevindt, gerangschikt naar overschrijding van het budget, is het risico nog steeds veel lager dan het bouwen van kerncentrales.

Zoals ik onlangs heb aangegeven, China slaagde er slechts in om 1.2 GW aan nucleaire opwekkingscapaciteit aan te sluiten in heel 2023 op het elektriciteitsnet, terwijl het nucleaire programma nog steeds te maken krijgt met sterke en ogenschijnlijk zelfgecreëerde tegenwind. Het pompwaterkrachtprogramma is de afgelopen jaren veel succesvoller geweest, met een stroomcapaciteit van 19 GW en waarschijnlijk 190 tot 240 GWh aan energiecapaciteit. Uiteraard allemaal gekoppeld aan vraagcentra met HVDC.

Ik wacht met het updaten van mijn 2021-projectie van grid-opslag voor nog een jaar of twee, zodat er meer data binnenkomen. Eén ding waar ik destijds geen rekening mee hield, was dat de ontwikkelde wereld het vermogen lijkt te hebben verloren om uitvoeren van megaprojecten op infrastructuurgebied. Dat zal zeker een factor zijn die zal worden toegevoegd. De snelle afname van op cellen gebaseerde batterijen en nieuwe chemicaliën zoals natrium, die nog lagere kosten beloven en het wegnemen van minerale beperkingen, zullen ook een factor spelen.

Maar het is veilig om te zeggen dat de wereldwijde inzet van celgebaseerde batterijen mijn verwachtingen van de afgelopen drie jaar heeft overtroffen. Ik ben er nog steeds van overtuigd dat redoxflow-batterijen pas rond 2030 een grote vlucht zullen nemen naarmate deze technologieën volwassener worden en hun vermogen-energieverhouding in de loop van de tijd steeds waardevoller zal worden.

Al met al was het echter een geweldig begin van het jaar voor een van mijn favoriete keuzes voor gridopslag. En ik plaag met de waarschijnlijkheid dat er nog meer zullen volgen. Ik ga volgende week onder andere wat tijd met Wilson doorbrengen om een ​​paar afleveringen van mijn podcast op te nemen Energie opnieuw definiëren – TechOver de acht jaar durende reis van Red John tot nu toe, de enorme successen op het gebied van mobiele batterijen die ILI parallel heeft geboekt, en wat de toekomst biedt voor het bedrijf. En misschien ben ik ook persoonlijk betrokken bij een pompwaterkrachtinitiatief.

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
• PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
• Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
• Bron: https://cleantechnica.com/2024/01/12/pumped-hydro-accelerating-into-grid-storage-future/