El desafío de almacenamiento de energía de Trump alimenta el fuego de la batería de flujo

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Oh, la ironía, quema. El expresidente Trump se promocionó a sí mismo como el salvador de los mineros del carbón de EE. UU., Pero durante todo su mandato, el Departamento de Energía de EE. UU. Estaba preparando el escenario para la descarbonización global. En la ilustración más reciente del estado profundo en el trabajo, el DOE ha implementado el Gran Desafío de Almacenamiento de Energía 2020 para inyectar $ 20 millones en la ampliación de la cadena de suministro y fabricación de baterías de flujo de la nación.

Baterías de flujo y el gran desafío del almacenamiento de energía

El almacenamiento de energía Gran desafío lanzado con $ 153 millones en fondos en enero de 2020, solo unas semanas después de que el secretario de Energía, Dan Brouillette, fuera elegido para dirigir la agencia. Aparentemente, Brouillette no recibió el memorando sobre salvar empleos en el carbón, porque anunció con entusiasmo la nueva iniciativa de baterías de $ 153 millones en uno de los eventos de medios más destacados en los círculos tecnológicos, CES 2020 en Las Vegas.

El DOE calificó el Energy Storage Challenge como “un programa integral para acelerar el desarrollo, la comercialización y la utilización de tecnologías de almacenamiento de energía de próxima generación y mantener el liderazgo mundial estadounidense en almacenamiento de energía”.

No se dijo la parte en la que el almacenamiento de energía mata el carbón, el gas y el petróleo al succionar más energía eólica y solar en el panorama de generación de energía de la nación.

El turno de Brouillette al volante terminó cuando el presidente Biden asumió el cargo, pero el Gran Desafío de Almacenamiento de Energía ha continuado propagándose sin problemas a través de la agencia bajo la dirección de la recién nombrada Secretaria de Energía Jennifer M. Granholm.

Evidentemente, las baterías de flujo hicieron el corte. A partir de una hoja de ruta desarrollada a través del Energy Storage Challenge, el DOE está decidido a ampliar la fabricación de baterías de flujo. Anunció la nueva iniciativa de baterías de flujo de 20 millones de dólares la semana pasada a través de su Oficina de fabricación avanzada.

“Para ayudar a los EE. UU. A liderar el camino en el desarrollo y suministro de almacenamiento de energía, el DOE lanzó el Gran desafío de almacenamiento de energía (ESGC) y publicó la Hoja de ruta de ESGC, informada por los comentarios y los comentarios de la comunidad de almacenamiento de energía”, explicó el DOE, y agregó que ” el Departamento está desplegando sus amplios recursos y experiencia para abordar el desarrollo tecnológico, la comercialización, la fabricación, la valoración y los desafíos de la fuerza laboral para posicionar a los EE. UU. en el liderazgo global en tecnologías de almacenamiento de energía del futuro “.

“Al invertir en tecnologías de energía limpia fabricadas en Estados Unidos, el Departamento de Energía está aprovechando el espíritu innovador de nuestro país para construir un sistema energético equitativo y sostenible”, enfatizó Granholm.

Baterías Hearts Flow del DOE de EE. UU. Para el almacenamiento de energía a escala de red

La tecnología detrás de las baterías de flujo es simple. Cuando dos líquidos especialmente formulados fluyen uno al lado del otro, generan electricidad. El resto es simplemente una cuestión de tanques, bombas y una membrana para mantener separados los dos líquidos (o no, según sea el caso).

Las partes interesadas de los vehículos eléctricos estaban mirando las baterías de flujo en un momento dado, pero el objetivo principal es el almacenamiento de energía estacionario.

En cuanto a por qué las baterías de iones de litio no funcionan, lo hacen. Simplemente no hacen lo suficiente para facilitar la descarbonización rápida. El almacenamiento de energía de iones de litio es suficiente para muchos casos de uso, pero el DOE tiene como objetivo la escala y la duración.

A pesar de todo el alboroto sobre la última tecnología de iones de litio, la energía hidroeléctrica bombeada a la antigua todavía proporciona el 97% de la capacidad de almacenamiento en los EE. UU. En la actualidad. Se necesita nueva tecnología de baterías para satisfacer la creciente demanda.

Para poner un poco de perspectiva sobre el desafío de encontrar otra tecnología de almacenamiento a granel fuera de la hidroeléctrica de bombeo, a partir de 2018, EE. UU. 870 megavatios-hora en capacidad tipo batería. El DOE proyecta que la demanda de almacenamiento de energía en baterías (es decir, fuera de la energía hidroeléctrica bombeada) superará los 300 gigavatios-hora para 2030.

DOE ha invertido dinero en I + D en todo tipo de sistemas a granel y está especialmente entusiasmado con las baterías de flujo.

“La arquitectura única de las baterías de flujo, que consta de pilas de celdas electroquímicas, tanques de almacenamiento y sistemas de flujo, hace posible desacoplar la potencia y la energía, ofreciendo una gran flexibilidad del sistema (es decir, simplificando el ajuste del tamaño del sistema para cumplir con los siempre cambiantes demandas) ”, se entusiasman. Entre los beneficios que enumeran:

  • Las baterías de flujo duran mucho tiempo. Pueden ciclar más de 10,000 veces en 20 años.
  • Pueden adaptarse a muchos casos de uso diferentes porque son modulares y se pueden escalar fácilmente.
  • Los riesgos de seguridad son menores que para otros tipos de almacenamiento de energía.
  • Para dorar el lirio verde, el líquido en las baterías de flujo podría estar basado en sulfato de hierro u otros subproductos de la fabricación de acero, lo que respalda el objetivo de sostenibilidad de la cadena de suministro y la economía circular.

¿Entonces, cuál es el problema?

El Departamento de Energía está satisfecho con el estado de preparación de la tecnología de baterías de flujo, pero al no existir un almuerzo gratis, los problemas persisten en el área de preparación para la fabricación.

“Se requiere la capacidad de fabricar sistemas de baterías de flujo de tamaño suficiente para satisfacer la demanda esperada de almacenamiento de red estacionaria”, explica. “Los tamaños actuales de las celdas de la batería de flujo, en las que se han demostrado los materiales y componentes más avanzados, están en órdenes de magnitud por debajo de los tamaños de sistemas relevantes para uso comercial”.

“… Existe una necesidad de instalaciones de producción capaces de fabricar grandes volúmenes de electrolitos y los correspondientes componentes del sistema de baterías de gran tamaño para proporcionar la capacidad para satisfacer la demanda de almacenamiento de energía proyectada”, agrega.

Las empresas de baterías de flujo que pretenden obtener una porción de ese pastel de financiación de 20 millones de dólares tendrán mucho trabajo por delante. Tienen que idear proyectos que demuestren una ampliación rentable, para empezar. También tienen que producir un prototipo utilizando procesos ampliados y deben asociarse con la cadena de suministro de fabricación de baterías de flujo para dar un impulso a todo el ecosistema de fabricación.

Amplia red para almacenamiento de energía de próxima generación

El vanadio (no el vibranio) es actualmente la base de una gran cantidad de actividad de la batería de flujo, pero la nueva ronda de financiación arroja una amplia red. Sin ningún orden en particular, aquí hay algunos desarrollos que recientemente cruzaron el Electronia Radar. No se sorprenda si estos nombres aparecen cuando el tema se centra en la ampliación de la fabricación de baterías de flujo en los EE. UU. Y en todo el mundo.

El Departamento de Energía y el Departamento de Defensa de EE. UU. Están interesados ​​en la firma. ESS (también conocido como Energy Storage Solutions), que ha creado una fórmula de batería de flujo de hierro. Su solución escalable puede durar de 6 a 16 horas, según las necesidades.

El año pasado, la startup de Bill Gates Forma energía comenzó a trabajar en un proyecto de batería de flujo en Minnesota, implementando tecnología Electronia descrito como “poco convencional”. El objetivo es un ciclo de descarga de 150 horas.

En Escocia, con sede en el Reino Unido Sistemas de energía Invinity ha conectado su batería de flujo de vanadio con un sistema de energía de las mareas destinado a producir hidrógeno verde, que es en sí mismo otra forma de almacenamiento de energía.

Un asunto importante a tener en cuenta es una combinación entre el gigante mundial Chemours Chemical y la empresa de baterías de flujo UET, cuyo objetivo es convertir una membrana Chemours en un estándar de la industria.

Mientras tanto, un equipo de investigación de Harvard ha estado martillando una batería de flujo de próxima generación basado en moléculas de quinona con la ayuda del Oficina de financiación de vanguardia del DOE, ARPA-E, así que mantén un ojo en eso.

Sigueme en Twitter: @TinaMCasey.

Credito de imagen: ARPA-E cortesía de la Universidad de Harvard.


Es el momento, volvemos a vernos una nueva noticia. ¡Nos vemos!

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