Проект гравитационного хранилища Energy Vault в Рудуне, Китай, мощностью 25 МВт / 100 МВт·ч, стал важным испытанием технологии, позволяющим оценить её конкурентоспособность в условиях благоприятной среды. Объект, построенный при поддержке правительства и с использованием развитых китайских производственных цепочек для бетона, стали, двигателей и электроники, должен был показать, может ли хранение энергии путём подъёма и опускания твёрдых масс стать конкурентоспособным решением для энергосетей. Однако сравнение с современными китайскими аккумуляторными системами хранения энергии (BESS) выявило существенные недостатки гравитационного хранилища по капитальным затратам, занимаемой площади, объёму оборудования и углеродному следу.
Масштаб и сложность гравитационного хранилища
Проект в Рудуне, рассчитанный на 25 МВт и 100 МВт·ч (четыре часа работы на полной мощности), представляет собой колоссальное сооружение высотой около 148 метров. Оно включает более 12 000 блоков весом по 25 тонн каждый, 96 подъёмников и тысячи свай, заложенных под основание. Несмотря на то, что Energy Vault заявляла о полном подключении к сети к концу 2023 года, на странице проекта до сих пор указано, что система находится в стадии ввода в эксплуатацию. Проект подтверждает, что гравитационное хранение блоков может быть реализовано в промышленных масштабах, однако возникает вопрос о его экономической целесообразности.
Сравнение, проведённое TFIE Strategy Briefing, оценивает капитальные затраты гравитационного хранилища примерно в восемь раз выше, чем у эквивалентной современной китайской BESS. Кроме того, прогнозируются значительно более высокие эксплуатационные расходы, затраты на обслуживание и больший объём выбросов углерода. Эти сравнения проводятся в рамках одной и той же китайской промышленной экономики, что делает их особенно показательными.
Преимущества и недостатки технологии
Energy Vault справедливо отмечает, что сами блоки могут быть изготовлены из недорогих минеральных и отходных материалов, хотя им требуются стальные пластины снизу и защитное покрытие. Они не подвержены электрохимической деградации, не могут испытывать тепловой разгон аккумуляторных элементов, а среда хранения потенциально может служить десятилетиями. Это законные преимущества на уровне компонентов.
Однако среда хранения — это не вся система хранения. Куча недорогой массы становится полезной для сети только после добавления крупной конструкции, глубоких фундаментов, подъёмников, оборудования для горизонтального перемещения, двигателей, генераторов, тормозов, трансмиссий, систем управления, датчиков и силовой электроники. Недорогая масса имеет низкий углеродный след, но «гора» гражданского строительства, необходимая для её перемещения, имеет огромный углеродный след на кВт·ч, сравнимый с производством электроэнергии на природном газе. Очевидная простота «поднимать блоки, когда электричество дёшево, и опускать их, когда оно нужно» исчезает, когда тысячи тяжёлых объектов должны перемещаться по команде в течение десятилетий.
Конкуренция с аккумуляторными системами
Современные аккумуляторные системы, такие как Sungrow PowerTitan 2.0, предлагают аналогичную услугу хранения энергии в гораздо более компактном и экономичном формате. Например, полная станция на 100 МВт·ч на базе Sungrow требует всего около 1200 квадратных метров площади, в то время как только площадь основания башни в Рудуне примерно в одиннадцать раз больше. Четырёхчасовые аккумуляторные батареи в Китае уже являются рутинной инфраструктурой, приобретаемой на всё более стандартизированном рынке.
Эволюция Energy Vault также примечательна: компания перешла от концепции шестирукого крана к закрытой архитектуре EVx, вышла на биржу во время бума SPAC в сфере чистых технологий, а затем начала анонсировать проекты с обычными литий-ионными батареями. Сегодня Energy Vault является перекапитализированным интегратором систем хранения энергии с высокими компенсациями для руководителей, где гравитационное хранение составляет лишь малую часть более широкого портфеля. В её списке проектов теперь есть аккумуляторные системы и даже проект по обеспечению устойчивости с использованием батарей и водорода, наряду с единственной гравитационной установкой.
Инженерный успех, экономический вопрос
Всё это не означает, что Рудун является инженерной неудачей. Напротив, возведение сооружения такого масштаба и координация его подъёмного оборудования — это серьёзное инженерное достижение. Однако для коммунальных предприятий и инвесторов более актуален вопрос, зачем им покупать сложность, создаваемую этой архитектурой, когда батареи уже предоставляют ту же четырёхчасовую услугу в компактных модулях заводского изготовления.
Полный отчёт TFIE Strategy Briefing подробно рассматривает физические и экономические показатели, которые остаются неразрешёнными в поверхностном сравнении, включая влияние геометрии установки на хранимую энергию, требования к оборудованию для четырёхчасовой разрядки, границы углеродного следа на системном уровне, классы обслуживания и доступности, а также сравнение жизненного цикла, в котором аккумуляторная система явно должна стареть и перезаряжаться, а не рассматриваться как бессмертная.
Источник: CleanTechnica
