Nuevo y económico sistema de almacenamiento de energía eléctrica (como bombeo hidráulico, ¡pero subterráneo!)

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El almacenamiento de energía de aire comprimido hidráulico bombeado (PHCAES) es un nuevo sistema que puede entregar energía almacenada a dos o tres centavos por kilovatio-hora. Este costo, mucho más bajo que el de las baterías de litio, es similar al almacenamiento de energía hidráulica bombeada (PHES), una tecnología probada. Aunque tiene muchas similitudes con PHES, PHCAES tiene ventajas significativas sobre PHES, incluidos costos de capital más bajos y significativamente menos espacio de tierra requerido.

Al igual que PHES, PHCAES utiliza un depósito de agua a nivel del suelo y una planta de energía. La diferencia está en los depósitos de presión. Mientras que PHES usa un depósito de agua de alta elevación para crear una cabeza de presión de agua, PHCAES usa un pozo subterráneo agotado (gas / petróleo / agua) que contiene un depósito de agua junto con aire a alta presión para crear su cabeza de presión de agua. Tanto el PHES como el PHCAES bombean / invierten el flujo de agua entre el depósito de agua superficial y sus respectivos depósitos de alta presión a través de una planta de energía para almacenar o producir energía eléctrica. Consulte las figuras siguientes.

Depósitos de agua PHCAES descargados:

Reservorios de agua PHCAES cargados:

Los costos de capital serán más bajos para PHCAES porque este sistema utiliza un pozo existente en comparación con la construcción de un depósito de agua elevado considerable para PHES. PHCAES almacena energía a una presión mucho más alta, por lo que requiere un depósito de agua superficial cinco veces más pequeño que PHES para la misma cantidad de energía almacenada.

Cuando la presión del aire aumenta durante la carga con el sistema PHCAES, se crea una pequeña cantidad de calor. El calor producido es mucho más bajo que el creado por los sistemas de aire comprimido abiertos estándar (compresión isocórica frente a compresión adiabática). Esta pequeña cantidad de calor reduce la eficiencia del viaje de ida y vuelta y aumenta el costo, pero el aumento se compensa con los ahorros en el costo de capital.

El uso de pozos para almacenamiento es bien conocido. Por ejemplo, en los EE. UU., 4.800 millones de pies cúbicos de gas natural se almacenan actualmente con presiones entre 500 y 3.000 psi en aproximadamente 17.000 pozos subterráneos de petróleo / gas, acuíferos y formaciones de sal. El volumen de líquidos que puede contener un pozo, como se ve en los líquidos de fracturación hidráulica, también es bien conocido. Estos depósitos subterráneos ya existen, son baratos de usar y prácticamente no ocupan espacio en la tierra.

Si los 2.7 millones de los pozos de petróleo y gas abandonados en los EE. UU. Se usaran para PHCAES, podrían almacenar 60,000 gigavatios de energía. Este almacenamiento de energía es suficiente para almacenar el cien por ciento de más de seis horas de la energía generada por hora en los Estados Unidos hoy. Este almacenamiento no incluye los acuíferos, que se sumarían considerablemente al total. Además, la energía se puede almacenar durante mucho más tiempo que la ventana de almacenamiento de energía de cuatro horas que es típica de las baterías de litio.

PHCAES proporcionará una atractiva solución de almacenamiento de energía eléctrica a medida que el mundo pasa de los combustibles fósiles a las energías renovables intermitentes como la eólica y la solar. Con su bajo costo potencial de dos a tres centavos por kilovatio-hora y numerosas posibilidades de sitios subterráneos de bajo costo, podría hacer la transición más fácil y rápida.

Nuestra empresa, PowerXpro *, LLC, no tiene la capacidad de comercializar la tecnología PHCAES pendiente de patente. Buscamos un interesado que se haga cargo de todo el proyecto. Nuestro objetivo es que el proyecto fructifique por el bien del mundo, en lugar de grandes beneficios.

Si está interesado, comuníquese con Bob Cantrell, presidente de PowerXpro LLC, en bob.cantrell @gmail.com.

*Este artículo es compatible con PowerXpro. Todos los gráficos proporcionados por PowerXpro.

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