Переосмысление гравитации: Компания RheEnergise предлагает насосную гидростанцию на холмах

Именно это ограничение хочет снять RheEnergise.

Британская компания разработала так называемую High-Density Hydro - насосную систему хранения, которая работает не с водой, а с запатентованной жидкостью, которая в 2,5 раза плотнее. По словам генерального директора Стивена Крошера, этот сдвиг "превращает проблему прерывистости возобновляемых источников энергии в огромную возможность".

Компания RheEnergise строит свой первый полномасштабный демонстрационный проект на склоне холма недалеко от Плимута, на юго-западе Англии. Строительство началось в июне прошлого года, и компания ожидает результатов испытаний этим летом.

Плотнее, чем вода, легче, чем пейзаж

Основная идея технологии RheEnergise проста, но эффективна: замените воду на более плотную жидкость, чтобы хранить больше энергии на меньшей площади.

"Наша жидкость - это минеральная суспензия в воде. Она экологически безопасна, нетоксична, очень плотная, но при этом является полностью текучей жидкостью", - объясняет Крошер. "Плотность в 2,5 раза больше плотности воды, так что она просто больше плотности бетона. Бетон будет плавать в нашей жидкости".

Такая высокая плотность открывает ключевое преимущество: производительность, эквивалентная традиционным насосным гидроэлектростанциям, но на гораздо меньших высотах. "Наша производительность на высоте 200 метров такая же, как при использовании воды на высоте 500 метров", - говорит Крошер. "В мире гораздо больше холмов, чем гор".

По оценкам компании, с ее жидкостью проекты могут уменьшить высоту на 60%, сократить физическую площадь системы на 60% или найти баланс между этими двумя параметрами. В любом случае это означает более компактные и гибкие проекты, которые могут быть расположены ближе к местам спроса на энергию.

"Вы можете полностью скрыть и замаскировать проект, если он находится в чувствительном ландшафте", - добавил он, указывая на концептуальное изображение ландшафтного участка возле Плимута. "После завершения проекта его можно полностью спрятать и скрыть от глаз".

The Engineering Edge

Хотя принцип работы основан на традиционной гидроэнергетике, в деталях все иначе. Для жидкости RheEnergise требуются специальные насосы и турбины, адаптированные к более высокой плотности и другим характеристикам потока.

"Архитектура турбины та же, это турбина Фрэнсиса, но ее нужно перепроектировать под конкретную жидкость", - говорит Крошер. "Есть элементы конструкции турбины Фрэнсиса, которые не очень хорошо работают с минеральной суспензией".

Этот процесс, заключающийся в использовании зрелых технологий и их адаптации, помог компании быстро продвинуться вперед. "Это инженерная деятельность, то есть не фундаментальная наука", - отметил он.

Центр исследований и разработок в Монреале играет ключевую роль в совершенствовании и проверке конструкций. "Мы строим, испытываем, ломаем. Прежде всего, мы проводим теоретическую работу... а затем строим испытательный стенд и физически подтверждаем теоретическую работу".

Рынок в поисках хранилища

Глобальный переход на возобновляемые источники энергии выявил одну из главных проблем энергосистем: как хранить энергию от непостоянных источников, таких как ветер и солнце, и доставлять ее в момент пика спроса. Именно в таких случаях и становятся важными накопители длительного действия.

RheEnergise позиционирует свое решение в "сладком пятне" между батареями кратковременного действия и сверхдолгосрочными сезонными хранилищами. "При продолжительности в восемь часов мы примерно в два раза дешевле литий-ионных батарей", - говорит Крошер.

Он указал на исследование, проведенное в Великобритании, согласно которому большая часть перераспределения энергии будет происходить в интервале от 4 до 20 часов - сегмент, в котором, по мнению RheEnergise, она может доминировать. "Возможно, 60% от общего объема энергии, перемещаемой с помощью накопителей, придется на ту часть рынка, где мы обладаем наибольшей силой".

Кроме того, потенциальный рынок огромен. "К 2040 году общий объем мирового рынка с точки зрения капитальных затрат составит $4 триллиона", - сказал Крошер, ссылаясь на исследование McKinsey для Совета по долговременному хранению энергии.

Шахты, модульные здания и динамика рынка

Одним из приоритетных направлений деятельности компании являются горнодобывающие предприятия, как действующие, так и заброшенные, где есть готовая площадка, высокая потребность в энергии, а в некоторых случаях и сырье для создания запатентованной жидкости RheEnergise.

"Шахты - это в значительной степени плацдарм для нас", - говорит Крошер. "У них высокий спрос на энергию, работающую 24 часа в сутки, но они также полностью понимают, что мы делаем... и у нас также есть потенциал для создания нашей жидкости высокой плотности из некоторых отходов".

Интерес к проекту исходит со всего мира. Компания получила предложения из более чем 25 стран и подписала меморандумы о взаимопонимании с партнерами в Канаде, Великобритании, Чили и Австралии.

Один из ярких примеров - север Чили, где солнечная генерация опережает возможности энергосистемы по ее поглощению. "Примерно 1600 часов в году цены на чилийском рынке электроэнергии либо равны нулю, либо отрицательны", - говорит Крошер. "Это просто из-за огромного количества солнечной энергии в сети. Это хорошо для нас, но не очень хорошо для владельцев этих энергетических активов".

Заключительные испытания и будущее финансирование

Сейчас проект в Плимуте находится на стадии ввода в эксплуатацию. "В настоящее время мы подаем электроэнергию на объект. На следующей неделе мы вводим в эксплуатацию электрическую часть генераторов, двигателей и приводов", - сказал Крошер. "Результаты - это очень важный процесс, который мы планируем провести в течение лета".

На данный момент компания привлекла более 15 миллионов фунтов стерлингов, две трети из которых составили неразводняющие гранты, а 2 миллиона фунтов стерлингов все еще доступны в последнем посевном раунде. "Цена акций составляет £15,76... Мы очень хотим, чтобы она изменилась, надеюсь, в три-четыре раза, когда мы выйдем на институциональный раунд в конце года".

После этого "дорожная карта" включает в себя первые и последующие проекты в Великобритании, Ирландии, Польше и Северной Америке.

Концепция остается простой: "Высокоплотная гидроэнергетика". Размещать проекты на небольших холмах, а не в горах. И для этого мы используем минеральную суспензию высокой плотности".