Эти горячие камни могут светиться ярче солнца. А еще они могут помочь объявить конец ископаемому топливу
Эти горячие камни могут светиться ярче солнца. А еще они могут помочь объявить конец ископаемому топливу
Спустя миллион лет, когда человечество пытается вовремя отказаться от ископаемого топлива, чтобы избежать климатического коллапса, эта простая идея вновь обретает актуальность, а горячие камни становятся горячее, чем когда-либо, в прямом и переносном смысле.
«Температура камней в ящике сейчас составляет около 1600 градусов по Цельсию, – говорит Эндрю Понек, стоя рядом с тепловой батареей размером с небольшое здание. Это почти 3 000 градусов по Фаренгейту, «горячее, чем температура плавления стали», – пояснил он.
Но что делает его ящик с раскаленными камнями таким значительным, так это то, что они были нагреты не за счет сжигания угля или газа, а благодаря солнечному свету от тысяч фотоэлектрических солнечных панелей, которые окружают его прототип к западу от Фресно.
В случае успеха Понек и его компания Antora Energy могут стать частью нового, многотриллионного сектора хранения энергии, который просто использует солнце или ветер, чтобы сделать ящики с камнями достаточно горячими для работы крупнейших мировых заводов.
«Иногда людям кажется, что они оскорбляют нас, говоря: «Эй, это звучит очень просто», – смеется Понек. «А мы отвечаем: «Нет, именно так»».
Увлечение Понека чистой энергией началось, когда он, будучи любопытным школьником, возился с фотовольтаикой в родительском гараже, и его угораздило бросить Стэнфорд, чтобы строить солнечные электростанции в масштабах сети.
Когда он вернулся, чтобы получить степень, то понял, что, хотя солнце и ветер отлично подходят для зарядки аккумуляторов в автомобилях и домах, существует еще более насущная потребность в очистке источников промышленного тепла, необходимого для производства всего – от детского питания до стали. А поскольку потребность завода в энергии часто бывает круглосуточной, тяжелой промышленности еще предстоит воспользоваться преимуществами падения цен на возобновляемые источники энергии.
«В большинстве дней в середине дня в Калифорнии электроэнергия на оптовом рынке стоит бесплатно, а иногда даже в отрицательных долларах, потому что сейчас установлено так много солнечных батарей, – говорит Понек, – и то же самое мы наблюдаем в других штатах с ветром. Проблема в том, что вы не можете остановить свою фабрику, когда солнце скрывается за облаками или перестает дуть ветер, и именно на этой проблеме мы сосредоточились».
Хотя слово «батарея», скорее всего, вызывает в памяти химические элементы, используемые в автомобилях и электронике в 2023 году, горячие камни сегодня хранят в десять раз больше энергии, чем литий-ион по всему миру, благодаря изобретению 1800‑х годов, известному как печи Коупера. Часто встречающиеся на плавильных заводах, эти массивные башни из сложенных в штабеля кирпичей поглощают отработанное тепло доменной печи, пока оно не нагреется почти до 3000 градусов по Фаренгейту, а затем дают более 100 мегаватт тепловой энергии в течение примерно 20 минут.
Этот процесс можно повторять 24 раза в день в течение 30 лет, и компания Antora входит в число стартапов, экспериментирующих с различными видами камней в изолированных коробках или расплавленной солью в цилиндрах, чтобы найти наиболее эффективную комбинацию.
«Графит заинтриговал нас по нескольким причинам, – говорит Понек. По его словам, дешевый и распространенный углерод, содержащийся в карандашах, который также используется для выплавки алюминия и стали, может удерживать столько тепла, что светится жарче, чем солнце.
«Главное, чего не было в тех печах, – это способа вывести тепло обратно», – сказал он. «Мы добавили несколько полостей, несколько зазоров в карбоне, которые позволяют свету из глубины системы проникать наружу, и несколько изолированных дверей, которые можно открывать и закрывать, чтобы свет проникал наружу, когда вы этого хотите. В будущем мы будем использовать этот свет не только для получения пара, но и для создания тепла гораздо более высокой температуры для таких отраслей промышленности, как цементная и сталелитейная».
Antora удалось привлечь 80 миллионов долларов в качестве стартового капитала от инвесторов, среди которых Билл Гейтс, но их главным конкурентом является другой стартап из Района залива под названием Rondo, использующий огнеупорный кирпич, который дешевле углерода по весу, но не такой энергоемкий. Компания Rondo привлекла еще больше средств, чем Antora, а ее первая батарея уже производит коммерческую энергию для завода по производству этанола в Калифорнии.
«Мы совершили прорыв, который позволил нам нагревать кирпич непосредственно инфракрасным, невидимым светом от нагревательных элементов», – сказал CNN генеральный директор Rondo Джон О’Доннел. «Мы сразу же поняли, что, согласно инженерным заключениям третьих лиц, этот материал прослужит 100 лет».
Компания Tesla недавно предсказала, что миру без выбросов углекислого газа потребуется поразительное количество накопителей энергии – 240 тераватт-часов, что более чем в 340 раз превышает объем накопителей, созданных на основе литий-ионных батарей в 2022 году. По прогнозам О’Доннелла, более половины всех этих новых мощностей будет создано на основе тепловых батарей, просто потому, что сырьевые ингредиенты так легко доступны.
Подключив свои заводы к такому количеству тепловых батарей, которое им необходимо, производителям не придется стоять в многолетней очереди на подключение к электросети и модернизацию.
Учитывая эти финансовые соображения, старую фразу «тупой, как коробка с камнями», возможно, придется пересмотреть применительно к этой новой промышленной революции.
«Захватывающие технологии – это здорово, если вы венчурный капиталист, и смерть, если вы банкир», – говорит О’Доннелл. «Именно банкирам и специалистам по финансированию инфраструктуры нравится весь этот класс технологий. Они не особенно сексуальны, но это очень хорошо».
«Обе компании занимаются хранением тепла и энергии», – говорит Джесси Дженкинс, профессор инженерного дела в Принстонском университете. «И я думаю, что, как и в случае с водородом, который также играет гибкую роль, наибольший оптимизм у меня вызывают именно такие технологии длительного хранения энергии».
Дженкинс, специализирующийся на макромасштабных энергетических системах, также является консультантом компании Rondo и говорит, что модель горячих камней имеет явное преимущество перед химическими батареями, которые могут хранить энергию, но не тепло.
Если вы можете делать и то, и другое, вы можете использовать кривые затрат и преимущества масштабирования в крупных промышленных секторах, в то время как некоторые из компаний, занимающихся производством электрохимических батарей, находятся в состоянии «сделать или сломать», – сказал Дженкинс в интервью CNN.
Руководители Andora и Rondo приняли участие в климатическом саммите COP28 в Дубае, где сила ближневосточных нефтедобывающих компаний оказалась достаточной, чтобы ослабить глобальные обязательства по прекращению использования ископаемого топлива. Но оба мужчины вернулись оттуда воодушевленные интересом к их идеям и десяткам других прорывов в области чистой энергии.
Если бы вы спросили меня пять или десять лет назад, я бы сказал: «Я не уверен, что у нас есть все необходимое для декарбонизации», – сказал Понек, прогуливаясь по солнечной батарее, которая питает его аккумулятор, в то время как газовая электростанция тихо и бездейственно сидит неподалеку. «Но сегодня у нас есть все необходимые инструменты. Нам просто нужно их применить». Переход неизбежен. Он произойдет. И если вы поговорите за закрытыми дверями с большинством представителей индустрии ископаемого топлива, они скажут то же самое».
Читайте также:
- Почему немцы гладят упаковочную бумагу на Рождество
- Чего ожидать от новой коалиции консерваторов в Гессене
- Как подорожает жизнь в Германии в 2024 году
Источник: edition.cnn.com
Читайте также:
Обсуждение
Самые последние новости
