Ratusan Batu Bata Seberat 24 Ton Dapat Membantu Memperbaiki Masalah Kunci Energi Terbarukan

Bayangkan sebuah batu bata raksasa dari tanah yang sangat padat kira-kira sebesar truk pikap tetapi, dengan berat 24 ton, sekitar lima kali lebih berat. Sebuah lift yang ditenagai oleh panel surya atau turbin angin mengangkatnya lebih dari 300 kaki di sisi sebuah bangunan besar, dan sebuah troli menyimpannya di dalamnya. Tapi itu tidak sendirian. Sistem otomatis mengangkat dan menyimpan ratusan batu bata lagi, seperti permen Pez raksasa, saat matahari bersinar dan angin bertiup.

Baca jugaBerita Teknologi

Sekarang bayangkan sistem kontrol gedung menurunkan ratusan batu bata itu satu per satu, memutar generator tenaga listrik dalam prosesnya. Mereka turun setiap malam tepat saat permintaan akan daya memuncak tetapi keluaran panel surya memudar.

Akibatnya, bangunan yang dipenuhi batu bata itu adalah baterai raksasa yang menyimpan energi dengan gravitasi, bukan bahan kimia.

Baterai gravitasi adalah solusi yang berpotensi penting untuk masalah kritis dengan revolusi energi hijau: memastikan listrik tersedia saat kita membutuhkannya, tidak hanya saat matahari dan angin memasoknya.

Dan itu bukan hanya sebuah ide. Dengan dua lokasi yang sedang dibangun — satu di Rudong, Cina, tepat di utara Shanghai, dan yang lainnya di Snyder, Texas, sekitar 250 mil di sebelah barat Dallas — startup Energy Vault akan mulai secara serius menguji kelayakan teknologi penyimpanan gravitasi. Pilot sebelumnya menghasilkan daya 5 megawatt, tetapi kedua fasilitas ini dan penerus yang diharapkan akan menunjukkan apakah penyimpanan gravitasi cukup ekonomis dan efisien untuk bekerja dalam skala besar.

 

Listrik saat matahari terbenam

Anda mungkin berpikir menempatkan panel surya di atap Anda akan membantu melawan perubahan iklim, tetapi tanpa beberapa bentuk penyimpanan energi di rumah Anda atau di jaringan, Anda mungkin akan bergantung pada gas yang memuntahkan karbon dioksida dan pembangkit listrik batu bara untuk menyalakan lampu rumah Anda. , TV, dan mesin pencuci piring saat matahari terbenam.

Energy Vault menguji teknologinya dalam skala yang lebih kecil di Swiss, tempat perusahaan beranggotakan 170 orang itu berkantor pusat. Dua sistem EVx yang sedang dibangun jauh lebih besar. Sistem Cina, dibangun untuk pengelolaan limbah dan perusahaan daur ulang China Tianying, berada di gedung setinggi 400 kaki dan akan memiliki kapasitas penyimpanan energi 100 megawatt-jam. Itu cukup untuk memberi daya pada 3.400 rumah sepanjang hari, dan sistem tersebut akan selesai pada bulan Juni. Sistem Texas, di gedung setinggi 460 kaki (tetapi lebih sempit), akan menyediakan perusahaan listrik Enel dengan kapasitas 36MWh.

Panel surya dan turbin angin sekarang menghasilkan tenaga lebih murah daripada pembangkit batu bara dan gas alam, menjadikannya pilihan yang jelas untuk menggantikan bahan bakar fosil. Biaya tenaga surya turun 83% dari 2009 hingga 2023 dan biaya tenaga angin turun 63% dibandingkan periode yang sama, menurut pelacakan dari penasehat investasi dan firma manajemen aset Lazard. Namun di banyak bagian negara, panel surya baru seringkali hanya memasok listrik yang melimpah di tengah hari tanpa membantu di malam hari.

Ketidaksesuaian antara produksi tenaga dan penggunaan tenaga bertanggung jawab atas “kurva bebek” yang terkenal, grafik dengan bentuk seperti burung yang menunjukkan perbedaan yang meningkat setiap tahun. Kesenjangan itu mempersulit utilitas untuk menyesuaikan diri dengan perubahan permintaan yang cepat dan berarti sumber bertenaga bahan bakar fosil seperti “pabrik peaker” gas alam memasok listrik di malam hari.

“Jika kita akan semakin mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan menggantinya dengan generasi terbarukan yang terputus-putus, satu-satunya cara untuk menyelesaikannya adalah penyimpanan,” kata Kepala Eksekutif Energy Vault Robert Piconi.

 

Berdaya saat Anda membutuhkannya

• 5 Hal Ini Membantu Saya Bertahan dari 2 Pemadaman Listrik Besar-besaran
• Pembangkit Listrik Portabel Terbaik untuk 2023

Gudang Energi tidak sendirian. Startup lain, Gravitricity, telah membangun sistem demonstrasi 250 kilowatt dan merencanakan sistem 4MW hingga 8MW yang lebih besar di poros tambang yang tidak terpakai.

Biaya penyimpanan energi adalah kuncinya

Penyimpanan gravitasi hanyalah salah satu cara untuk memuluskan semburan angin dan matahari. Baterai besar seperti Tesla Megapacks — versi skala industri dari baterai yang sama yang memberi daya pada ponsel atau kendaraan listrik Anda — semakin umum di jaringan listrik. “Pumped hydro,” bentuk baterai gravitasi lama yang memompa air ke reservoir yang menanjak kemudian menghasilkan tenaga saat mengalir kembali ke bawah, telah digunakan selama beberapa dekade tetapi menarik minat baru. Metode lain termasuk mengisi ruang bawah tanah dengan udara terkompresi, menyimpan hidrogen yang nantinya menggerakkan sel bahan bakar, dan mengembangkan berbagai jenis baterai, seperti baterai seng dan baterai aliran.

Biaya akan menjadi faktor utama dalam menentukan teknologi penyimpanan apa yang berlaku, termasuk produksi awal dan operasi lanjutan.

Baca juga: Info Kesehatan

“Pada akhirnya semuanya akan tergantung pada harga,” kata Selene Law, seorang analis energi di perusahaan konsultan Cleantech Group. Dan untuk penyimpanan gravitasi, pertanyaan tentang biaya total tetap ada, katanya.

Memang, studi Departemen Energi AS tahun 2022 menyimpulkan bahwa penyimpanan energi gravitasi relatif mahal di instalasi yang lebih kecil. Yang paling ekonomis adalah dalam sistem berkapasitas tinggi yang menghasilkan daya untuk jangka waktu yang relatif lama — 10 jam atau lebih.

Energy Vault belum mengungkapkan biaya kedua sistem yang sedang dibangun, tetapi setuju bahwa teknologi tersebut menawarkan keuntungan untuk kebutuhan daya jangka panjang.

Umur panjang adalah faktor biaya selama masa hidup pabrik. Baterai kehilangan kapasitasnya saat digunakan, dengan cara yang sama ponsel Anda tidak bekerja selama beberapa tahun kepemilikan, tetapi komponen penyimpanan gravitasi, seperti katrol dan generator, dapat dipertahankan.

“Kunci dari proposisi nilai kami adalah kurangnya degradasi media penyimpanan,” kata Marco Terruzzin, seorang insinyur mesin dan direktur produk komersial Energy Vault. “Kami memberikan jaminan pada sistem setidaknya selama 35 tahun.”

Meskipun Energy Vault baru mengambil langkah pertamanya dalam membuktikan nilai teknologinya, dua pelanggan telah menyimpulkan bahwa layak membayar untuk hari ini. Dan sistem 100MWh di China hanyalah yang pertama di sana, kata perusahaan itu. Negara ini mengharapkan untuk mendanai kapasitas 4GWh hingga 6GWh lainnya nanti — peningkatan 40 hingga 60 kali lipat dari pabrik awal.

Cara kerja EVx Energy Vault

Sistem penyimpanan EVx gravitasi Energy Vault adalah bangunan persegi panjang raksasa yang sebagian besar berjalan secara otomatis. Begini cara kerjanya.

Batu bata di jantung sistem masing-masing berukuran 3,5 kali 2,7 kali 1,3 meter (sekitar 11 kali 9 kali 4 kaki) dan beratnya 24 metrik ton. Mereka terbuat dari 99% kotoran terkompresi dengan sedikit air dan campuran polimer untuk menstabilkannya menggunakan resep dari perusahaan bahan bangunan Meksiko Cemex. Mereka 2,4 kali lebih padat dari air dan hampir sama dengan beton.