Μελλοντικά θα αποθηκεύονται τεράστιες ποσότητες ενέργειας από ΑΠΕ με τη διαδικασία της οξειδοαναγωγής
Η ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί με διάφορους τρόπους. Κάποιοι από αυτούς περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας σε μπαταρίες ή υπερπυκνωτές. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπορούν να παρέχουν λειτουργίες μετατόπισης χρόνου ενέργειας, αποθηκεύοντας σε περιόδους πλεονάσματος και απελευθερώνοντας σε περιόδους ελλείμματος, συμβάλλοντας έτσι στην αύξηση της ενεργειακής απόδοσης.
Υπάρχουν πολλά πεδία εφαρμογής για τις τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της παροχής υπηρεσιών υποστήριξης στο ηλεκτρικό δίκτυο ή σε μεμονωμένους καταναλωτές «πίσω από τον μετρητή». Η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μπορεί να αξιοποιηθεί με τη μορφή αυτόνομων συστημάτων ή με τη μορφή παραγωγής ενέργειας ως μέρος συστημάτων ή μικροδικτύων.
Εξαιρουμένου του βιοαερίου, οι περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, μολονότι μείζονος σημασίας για την απαλλαγή των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας από τις εκπομπές άνθρακα, είναι από τη φύση τους διαλείπουσες. Η προσφορά μπορεί να είναι υψηλότερη από τη ζήτηση σε περιόδους άφθονου ήλιου ή ανέμου. Ομοίως, εάν, για παράδειγμα, δε φυσά άνεμος ή εάν περάσει κάποιο σύννεφο πάνω από μια φωτοβολταϊκή συστοιχία, η προσφορά ενδέχεται να μην ανταποκρίνεται στη ζήτηση.
Η εισαγωγή συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας μεταξύ των συστημάτων παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας και των καταναλωτών επιτρέπει στο δίκτυο ηλεκτρισμού να «εξισορροπεί» την ηλεκτρική ζήτηση και την προσφορά από τα συστήματα παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας. Η χρήση των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας επιτρέπει την αποτελεσματικότερη χρήση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και την ελάχιστη δυνατή χρήση μονάδων τροφοδοτούμενων με ακριβά και ρυπογόνα ορυκτά καύσιμα.
Μέσω της συμβολής τους στην εξισορρόπηση της προσφοράς και της ζήτησης ενέργειας, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας βελτιώνουν σημαντικά την αποδοτικότητα των ανανεώσιμων πηγών και επιτρέπουν τη μέγιστη διείσδυση της ανανεώσιμης ενέργειας στο εθνικό ενεργειακό μίγμα.
Η χρήση αλουμινίου στην αποθήκευση ενέργειας από ΑΠΕ
Το αλουμίνιο αποτελεί το πιο άφθονο μέταλλο στον φλοιό της Γης, και σύμφωνα με ειδικούς επιστήμονες θα μπορούσε να φέρει την επανάσταση στην αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας. Με τη δυνατότητα που μας δίνουν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας για την παραγωγή ρεύματος, η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας είναι αυτό που απασχολεί όλο και περισσότερο την παγκόσμια κοινότητα, στο δρόμο προς ένα βιώσιμο και περιβαλλοντικά φιλικό μέλλον.
Αυτή τη στιγμή σε όλο τον κόσμο επιστήμονες εργάζονται έχοντας σαν στόχο να βρουν ένα τρόπο για να αποθηκεύουν για μεγάλα χρονικά διαστήματα την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται από τις ΑΠΕ, η οποία όταν δεν χρησιμοποιείται από το δίκτυο πάει κυριολεκτικά χαμένη.
Στα εν λόγω ερευνητικά κέντρα οι επιστήμονες προσπαθούν να βρουν τρόπους που να είναι επίσης φιλικοί προς το περιβάλλον και να συμβάλλουν τα μέγιστα στη δημιουργία της κυκλικής οικονομίας. Οι τελευταίες εξελίξεις στο πεδίο της έρευνας μας δείχνουν ότι τη λύση θα μπορούσε να έρθει από τα μέταλλα και συγκεκριμένα από το αλουμίνιο.
Ειδικότερα ερευνητές του ελβετικού Ινστιτούτου για την Ηλιακή Ενέργεια SPF – με την υποστήριξη και της Ε.Ε. – εργάζονται πάνω στη χρήση του αλουμινίου ως μέσου για την αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, με το εν λόγω concept να μπορεί να προσφέρει θεωρητικά λύσεις με την εφαρμογή του σε βιομηχανική κλίμακα.
Μεγάλα πλεονεκτήματα του αλουμινίου είναι το χαμηλό κόστος, ο ελάχιστος δυνατός αντίκτυπος στο περιβάλλον και η δυνατότητα αποθήκευσης ενέργειας για πολύ μεγάλα χρονικά διαστήματα, σημαντικά μεγαλύτερα από εκείνα που προσφέρουν ακόμη και οι προηγμένες μπαταρίες ιόντων λιθίου σήμερα.
Στην προκειμένη περίπτωση το αλουμίνιο χρησιμοποιείται ως φορέας ενέργειας με την ηλεκτρική ενέργεια από τις ΑΠΕ να αποθηκεύεται σε αυτό με χημικό τρόπο χωρίς να παράγονται παράλληλα αέρια του θερμοκηπίου. Την ίδια στιγμή οι Ελβετοί, σε συνθήκες εργαστηρίου, μπόρεσαν επιτυχημένα να ανακτήσουν από το αλουμίνιο την ηλεκτρική ενέργεια με υψηλό βαθμό απόδοσης.
Σύμφωνα και με τις σχετικές αναφορές το μεγάλο πλεονέκτημα με τη χρήση αλουμινίου ως μέσο αποθήκευσης είναι οι τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας που μπορούν να αποθηκευτούν, μέσω της διαδικασίας οξειδοαναγωγής, σε σχετικά μικρό όγκο και βάρος με την μετατροπή του σε οξείδιο του αργιλίου.
Η έρευνα των Ελβετών εστιάζει στην ανάκτηση της ηλεκτρικής ενέργειας από το αλουμίνιο, τη δυνατότητα απελευθέρωσης της ενέργειας σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες αλλά και τη δυνατότητα μετατροπής του οξειδίου του αλουμινίου ξανά σε αλουμίνιο χωρίς την παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου.
Αναφορικά με την αποθήκευση ενέργειας το αλουμίνιο παρουσιάζεται ως ένα πολλά υποσχόμενο μέσο. Σε ένα κυβικό μέτρο αλουμινίου μπορούν να αποθηκευτούν περίπου 23,5 MWh, οι οποίες και θεωρούνται αρκετές για να τροφοδοτούν ένα σπίτι για δύο περίπου χρόνια.
Παράλληλα και αναφορικά με το βάρος, σε ένα κιλό αλουμινίου μπορούν να αποθηκευτούν 8,7 kWh ένα νούμερο πολλαπλάσιο σε σχέση με την ηλεκτρική ενέργεια που μπορούν να αποθηκεύσουν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου που υπάρχουν αυτή τη στιγμή στα αμιγώς ηλεκτρικά αυτοκίνητα.
Οι έρευνες των Ελβετών αναμένεται να φέρουν τα πρώτα χειροπιαστά αποτελέσματα σε πέντε περίπου χρόνια, ενώ αξίζει να σημειωθεί ότι παρόμοιες έρευνες πραγματοποιούνται και για τον σίδηρο. Προς το παρόν φυσικά δεν γίνεται λόγος για μεταφορά της συγκεκριμένης τεχνολογίας στις μπαταρίες των ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
