Uusiutuvan energian vaihtelevuuskuilun ratkaiseminen: Pitkäaikaisen varastoinnin nousu

Sarjan navigointi: Osa 3/6 Tekoälyenergiainfrastruktuurin käsikirja

Vaihteleva aukko: Miksi tekoäly tarvitsee enemmän kuin litiumia

Maailman siirtyessä aurinko- ja tuulienergiaan perustavanlaatuinen haaste pysyy samana: nämä energialähteet ovat ajoittaisia. Ne tuottavat virtaa, kun aurinko paistaa tai tuuli puhaltaa, eivät välttämättä silloin, kun datakeskuksen on käsiteltävä massiivista tekoälyn koulutustyömäärää. Vaikka tavalliset litiumioniakut ovat auttaneet kaventamaan kuilua lyhyillä aikaväleillä, ne eivät ole käyttökelpoinen ratkaisu usean päivän tallennukseen.

Todellisen nettonollapäästöjen saavuttamiseksi älykkyyden aikakausi vaatii pitkäkestoista energian varastointia (LDES). Nämä järjestelmät toimivat massiivisena energiavarastona, joka imee itseensä ylimääräistä uusiutuvaa energiaa päivän aikana ja purkaa sitä 100 tuntia tai kauemmin, kun tuuli tyyntyy tai pilvisyys jatkuu. Nykytilanteessa kyky varastoida energiaa useiden päivien ajan on tulossa yhtä arvokkaaksi kuin kyky tuottaa sitä.

Rautavallankumous: Ruostuminen vallan perässä

Lupaavin muutos LDES-maailmassa on siirtyminen kohti rautapohjaisia ​​kemioita. Rauta on yksi maapallon runsaimmista ja edullisimmista materiaaleista, joten se on ihanteellinen perusta varastointijärjestelmille, joiden on skaalattava gigawattituntitasolle ilman kobolttiin tai nikkeliin liittyviä toimitusketjuriskejä.

100 tunnin vertailuarvo: Muotoenergia

Form Energy on ollut edelläkävijä rauta-ilma-akun kehittämisessä. Tämä teknologia hyödyntää palautuvaa ruostumista energian varastointiin. Purkauksen aikana akku hengittää happea, joka muuttaa raudan ruosteeksi; latauksen aikana ruoste muuttuu takaisin raudaksi. Tämä yksinkertainen kemiallinen kierto mahdollistaa 100 tunnin varastoinnin alle kymmenesosalla litiumioniakkujen hinnasta. Se on äskettäin siirtynyt täysimittaiseen tuotantoon Länsi-Virginian tehtaallaan täyttääkseen tilauksia suurille sähköyhtiöille, jotka tukevat tiheitä laskentakeskittymiä.

Virtausratkaisu: ESS Tech, Inc.

ESS Tech on erikoistunut rautavirtausakkuihin, jotka käyttävät raudasta, suolasta ja vedestä koostuvaa nestemäistä elektrolyyttiä. Toisin kuin perinteiset akut, jotka kuluvat ajan myötä, virtausakut voidaan ladata ja purkaa kymmeniätuhansia kertoja vuosikymmenten aikana menettämättä kapasiteettiaan. Se käynnisti hiljattain 50 MWh:n pilottihankkeen Salt River Projectin kanssa, mikä on merkittävä virstanpylväs rautavirtausteknologian validoinnissa suurikokoisissa sovelluksissa. Se keskittyy tarjoamaan paloturvallisen ja kestävän ratkaisun, joka ohittaa harvinaisten maametallien tarpeen.

Yleishyödyllisten mittakaavojen johtaja: Fluence Energy

Fluence Energy tarjoaa integroidut järjestelmät ja ohjelmistot, joiden avulla nämä varastointitekniikat voivat kommunikoida sähköverkon kanssa. Sen ohjelmistoalustat käyttävät tekoälyä päättääkseen tarkalleen, milloin energiaa varastoidaan ja milloin se myydään takaisin markkinoille, maksimoiden sijoitetun pääoman tuoton suurten energiaomaisuuserien osalta. Se raportoi äskettäin ennätyksellisestä tilauskannasta, josta merkittävä ja kasvava osa on omistettu erityisesti datakeskuksille ja pitkäaikaisille projekteille.

Kustannukset ja turvallisuus: LDES:n kilpailuetu

Kestävyyden lisäksi LDES-teknologioiden, kuten rautapohjaisten järjestelmien, tärkeimmät edut ovat turvallisuus ja kustannukset. Toisin kuin litiumioniakuissa, näissä järjestelmissä ei ole lämpöpurkausten tai tulipalojen riskiä. Tämä helpottaa huomattavasti niiden lupamenettelyä ja asentamista suoraan arvokkaiden datakeskusten infrastruktuurin viereen.

Haaste: Laajamittainen valmistus

LDES-teknologian esteenä ei ole enää kemia, vaan valmistus. Vaikka litiumioniakkuja on käytetty vuosikymmenten ajan laajasti kulutuselektroniikassa ja sähköautoissa, LDES-teknologiat rakentavat parhaillaan ensimmäisiä suuren volyymin tehtaitaan. Voittajia tällä alalla ovat yritykset, jotka pystyvät siirtymään pilottihankkeista gigawattimittakaavan tuotantoon nopeimmin. Alan tiedot viittaavat siihen, että LDES-markkinat kasvavat merkittävästi tulevina vuosina, kun sähköverkon vakautta koskeva tarve kasvaa uusiutuvan energian tullessa hallitsevaksi energianlähteeksi.

Lisätietoja siitä, miten näitä energiavaroja todennetaan ja niillä käydään kauppaa digitaalitaloudessa, on osoitteessa Osa 4: Tokenisoitu hiili ja ympäristökeskeinen kehityssuunta.

Yhteenveto

Pitkäaikainen energian varastointi on uusiutuvan energian palapelin puuttuva pala. Irrottamalla sähkön tuotannon sen käytöstä LDES mahdollistaa älykkyysosamäärän kukoistamisen puhtaan ja kestävän energian avulla. Pitkäaikaiselle sijoittajalle tämä sektori edustaa kestävän ja hiilivapaan globaalin sähköverkon perustaa.