Световната употреба на възобновяема енергия нараства, което налага нуждата от съхранение на тази енергия, когато слънцето не грее и вятърът не духа. Въпреки че някои разчитат на литиеви батерии в мащаба на мрежата, а други на хидропонно съхранение, малък, но нарастващ сектор е убеден, че има по-добро решение – батерии, базирани на въздух. В близост до село Карингетон в северозападна Англия се полагат основите на първата в света търговска инсталация за съхранение на енергия с течен въздух. Обектът ще стане масив от индустриални машини и няколко големи резервоара, пълни с компресиран и охладен до течно състояние въздух, използвайки излишната възобновяема енергия. Съхранената енергия може да бъде освободена, когато търсенето надвишава предлагането. Ако проектът бъде успешен, ще последват още. Разработчиците на обекта, Highview Power, са уверени, че съхранението на енергия с течен въздух ще улесни страните да заменят изкопаемите горива с чиста възобновяема енергия, макар че в момента технологията е скъпа. С нарастването на нуждата от съхранение на енергия, те залагат балансът да се измести в полза на течния въздух. Преминаването към възобновяема енергия е от съществено значение, за да се намалят емисиите на парникови газове и да се избегнат най-лошите последици от изменението на климата. Но това създава предизвикателства за електрическите мрежи. Електроцентралите, които горят изкопаеми горива като въглища и газ, могат да бъдат включени и изключени по желание, предлагайки предвидимо снабдяване с електричество, което може да бъде съобразено с търсенето. В сравнение с възобновямите енергии, които са прекъсващи. Това означава, че понякога няма достатъчно електричество, което може да доведе до прекъсвания на електрозахранването, и понякога има твърде много – например при много силни ветрове – което може да повреди мрежата. Голяма част от решението е да се съхранява излишната енергия, така че да може да се освободи, когато е необходима. Това гарантира надеждно снабдяване и минимизира риска от повреда на мрежата. Докато използването на възобновяема енергия се увеличава, става все по-важно да се увеличат капацитетите за съхранение в мащаба на мрежата, казва Шайлин Цетеген, химически инженер в MIT, който изучава системи за съхранение на енергия. В продължение на десетилетия излишната електричество се използва за изпомпване на вода нагоре, където тя се намира зад язовир. Когато е необходима енергия, водата се позволява да тече през турбини, генерирайки електричество. През 2021 г. светът имаше... По-късно, тъй като търсенето на съхранение на енергия се увеличи, бяха построени големи системи за съхранение на батерии. Това се случва бързо и се ускорява. Според Международното енергийно бюро, през 2023 г. бяха добавени над 40 GW, като през 2021 г. бяха добавени 37 GW. Базирани на въздух, технологията е сравнително нова, но е получила известно внимание през този век. Процесът работи в три етапа. Първо, въздухът се взима от околната среда и се почиства. Второ, въздухът се компресира многократно, докато достигне много високо налягане. Трето, въздухът се охлажда, докато стане течен, използвайки устройство, което включва множество канали и тръби, които пренасят вещества при различни температури, позволявайки на топлината да се прехвърля между тях по контролиран начин. "Енергията, която изтегляме от мрежата, захранва този процес на зареждане", казва Цетеген. Когато мрежата се нуждае от допълнителна енергия, течният въздух се поставя да работи. Той се изпомпва от съхранението и се изпарява, отново ставайки газ. Той се използва, за да задвижва турбини, генерирайки електричество за мрежата. След това въздухът се освобождава обратно в атмосферата. Има няколко енергийни спестяващи трика по пътя. Например, газовете под високо налягане стават по-горещи, така че обработката на компресирането на въздуха генерира топлина. Тази топлина може да се използва, за да се помогне за възстановяването на течния въздух във втората част на процеса. "Без тези термични възстановителни цикли ефективността на процеса е близо до 50%, но когато ги приложим, можем да я надвишим над 60%, приближавайки се до 70% ефективност", казва Цетеген. Предизвикателството е да се разгърне достатъчно, за да се ускори значително зеленият преход. Новата фабрика в Манчестър е в света. Тя се строи от Highview Power, която разработва съхранение на енергия с течен въздух от 20 години. Тя следва демонстрационна инсталация в близост до Пибъри. Инсталацията ще може да съхранява 300 мегаватчаса електричество, достатъчно, за да запълни кратък пропуск в захранването за толкова много домове, колкото 480 000. Тя ще влезе в експлоатация на два етапа, казва главен изпълнителен директор Ричард Бътланд. През август 2026 г. турбината ще започне да работи, но няма да генерира електричество, а ще помогне за стабилизиране на електрическата мрежа. В момента операторите на мрежите понякога включват газови електроцентрали, за да стабилизират мрежата. "Това е огромна цена за системата", казва Бътланд. Като предлага алтернативен начин за стабилизиране, "можем да спретнем да го правят". И тогава през 2027 г. съхранението на течен въздух се очаква да започне да работи. Highview има планове за производство на още, плюс още в Япония и Австралия. Те ще бъдат много по-големи: докато фабриката в Карингетон ще съхранява 300 MWh, шотландската ще бъде почти 10 пъти по-голяма, улавяйки 2,5 GWh. Докато компресорите и охладителното оборудване са скъпи, резервоарите за съхранение са евтини, така че е лесно да се мащабира.