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May 16, 2023

Sei domande sul lungo

To learn more about long-duration storage, John Meier, Director of ClimateBright

Per saperne di più sullo stoccaggio di lunga durata, John Meier, direttore di ClimateBright Babcock & Wilcox, risponde a sei domande.

Pubblicato originariamente da un collaboratore ospite su Power Engineering International.

Babcock & Wilcox (B&W) è attivamente impegnata nel progresso delle tecnologie di stoccaggio dell'energia pulita a lungo termine sia per l'implementazione immediata che per sistemi a lungo termine fino a 100 ore. B&W fa parte del team ARPA-E (Duration Addition to Electricity Storage (DAYS) Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) del National Renewable Energy Laboratory (NREL) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.

Questo progetto si concentra sullo sviluppo di un innovativo riscaldatore elettrico a particelle e di uno scambiatore di calore a letto fluido pressurizzato, un sistema di accumulo di energia termica a lungo termine che immagazzina energia fino a 100 ore, e altre tecnologie per consentire ai produttori di energia di immagazzinare energia solare o eolica per generare energia continua. energia affidabile e su scala di rete. La comprovata e consolidata tecnologia delle caldaie a letto fluido pressurizzato di B&W è la scelta ideale per portare questa tecnologia al funzionamento commerciale.

Per saperne di più sullo stoccaggio di lunga durata, John Meier, direttore di ClimateBright Babcock & Wilcox, risponde a sei domande.

JM: Abbiamo bisogno di uno stoccaggio energetico di lunga durata perché le fonti rinnovabili stanno diventando una parte sempre più importante del mix energetico e le fonti rinnovabili come l’eolico e il solare non sono sempre disponibili per la produzione di energia. Lo stoccaggio dell’energia è necessario per colmare queste lacune quando il sole non splende e il vento non soffia per fornire ai consumatori una rete elettrica affidabile e resiliente.

JM: Lo stoccaggio dell'energia termica è il processo di stoccaggio dell'energia rinnovabile in un materiale ad alta temperatura, come sabbia, ceramica o sale fuso. La sabbia viene utilizzata nel progetto di stoccaggio energetico a lunga durata NREL DAYS. La sabbia è un materiale ideale in abbondanza e a basso costo poiché è chimicamente stabile in un ampio intervallo di temperature. L'energia termica contenuta nella sabbia può essere successivamente riconvertita in elettricità o vapore.

Il nostro progetto attuale include lo scambiatore di calore a letto fluido pressurizzato di B&W e sarà in grado di generare fino a 135 megawatt di potenza per un massimo di 100 ore (quattro giorni) dall'energia termica pulita immagazzinata con zero emissioni di CO2. Facilitando lo stoccaggio a lungo termine di energia rinnovabile a zero emissioni di carbonio, questa tecnologia consente ai produttori di energia di fornire energia alla rete 24 ore al giorno, anche durante i periodi di picco della domanda o quando la produzione solare o eolica non è ottimale.

JM:In termini di disponibilità, la sabbia è abbondante, poco costosa e rispettosa dell'ambiente. La sabbia è anche un ottimo mezzo di accumulo di energia. Immagina di camminare su una spiaggia sabbiosa in una giornata calda. Quando cammini a piedi nudi, puoi davvero sentire il calore dell'energia immagazzinata nella sabbia. E la sabbia manterrà quell'energia per un periodo di tempo molto lungo.

JM: Una batteria a sabbia, come vengono talvolta chiamati questi sistemi di accumulo di energia, utilizza l’elettricità per riscaldare la sabbia tramite elementi riscaldanti. Gli elementi riscaldanti sono disposti in una formazione che permette alla sabbia di fluire, entrando in contatto con gli elementi e riscaldandola fino a 1200°C.

La sabbia riscaldata viene immagazzinata in un silo isolato. Quando è necessario recuperare l'energia, la sabbia viene spostata dal silo allo scambiatore di calore a letto fluido pressurizzato di B&W. Si tratta di uno scambiatore di calore a contatto diretto che soffia aria attraverso la sabbia, facendola comportare come un fluido. L'aria che passa attraverso la sabbia assorbe il calore dalla sabbia. L'aria pressurizzata e calda viene quindi utilizzata per azionare una turbina a gas per generare elettricità.

JM: La sabbia può essere conservata e utilizzata per più di 100 ore. Poiché la sabbia è poco costosa, aggiungere ulteriore capacità di accumulo termico è sempre più economico. Sistemi di energia termica come questi possono fornire da 10 a 100 megawatt di potenza elettrica.

JM: Il più grande vantaggio dell’accumulo di energia termica è la durata. Le attuali tecnologie all’avanguardia delle batterie come quelle agli ioni di litio o allo zinco forniscono energia per 4 ore – se vuoi 8 ore, te ne servono due al doppio del costo. Lo stoccaggio dell’energia termica può fornire energia per la produzione di energia per centinaia di ore con il solo costo incrementale della sabbia per aumentare la durata della capacità di stoccaggio.