¿Cuál es el futuro del almacenamiento de energía y cómo afecta a las energías renovables?

Resumen: El almacenamiento de energía continuará siendo un juego marginal y no afectará de manera significativa a las energías renovables.

1. El almacenamiento de energía no es esencial para el uso significativo de energías renovables en la gran mayoría de las jurisdicciones.

Según los principales estudios de gestión de la red en los EE. UU. Y Finlandia, en niveles de hasta el 20% de la demanda total de la red, las energías renovables solo requerirían aproximadamente el 20% de su capacidad como respaldo, o el 4% de la red total. Y esa copia de seguridad podría ser una capacidad remota de generación de energía hidroeléctrica u otra jurisdicción, que no requiera mecanismos de almacenamiento directo. [1]

En esos niveles de generación, efectivamente todas las energías renovables producidas se consumirían con formas más caras de energía apagadas por completo. Efectivamente, esto utiliza otras formas de generación como almacenamiento pasivo, sin consumir sus capacidades.

La realidad principal que los defensores del almacenamiento tienden a minimizar, y los analistas anti-renovables minimizan enormemente, es que el ceñidor está interconectado de manera masiva y se está volviendo aún más. Ontario, por ejemplo, está conectado con capacidad multi-GW a la hidroeléctrica James Bay de Quebec y al noroeste de los Estados Unidos, y por supuesto está conectado internamente en gran medida. Si bien la transmisión a larga distancia es inherentemente con pérdidas debido a la resistencia de la línea y los costos de transformación, esta pérdida se entiende económicamente y se tiene en cuenta en los precios cobrados. Como tal, los principales operadores de red dependen de las jurisdicciones cercanas para el equilibrio de carga, y esto tiene un valor económico bien entendido. De hecho, hay situaciones en las que el precio transfronterizo de la energía cae a cero o, de hecho, se vuelve negativo. Ontario tiene el 50% de su capacidad en plantas nucleares sin capacidad de seguimiento de carga; por la noche, con frecuencia experimenta situaciones de generación de carga base excedente, ya que ya no es el corazón industrial de Canadá, con manufactura y refinación 24/7 dominantes en la mezcla. Como tal, en realidad pagó a las jurisdicciones cercanas tomar electricidad recientemente.

2. El almacenamiento pasivo proporciona una increíble capacidad de recuperación económica

Adam Lindemann señala que los combustibles fósiles (carbón, gas natural y petróleo) ya son un mecanismo de almacenamiento de energía; No tiene sentido seguir usándolos cuando sopla el viento o brilla el sol, tanto como lo hace con los libros de bolsillo de los generadores o extractores de combustibles fósiles no diversificados. Como los activos de capital de generación ya están construidos, desmantelarlos no tiene mucho sentido. Lo que tiene sentido es mantenerlos cerca, y usar cualquier capacidad de generación más barata con las externalidades negativas más bajas es proporcionar la capacidad máxima. En la actualidad, en los Estados Unidos, se trata de gas natural, que si bien es mucho, mucho peor que el viento, la energía solar o nuclear, es mucho, mucho mejor que el carbón, es muy barato y se puede encender en 10 minutos. Una gran instalación de almacenamiento de gas natural que ya está construida junto a unas pocas unidades generadoras de gas natural que ya están construidas hace que sea una instalación de almacenamiento muy económica y no demasiado desastrosa. Las plantas de gas natural ya se utilizan de esta manera, por lo que algunas de ellas tienen factores de capacidad del 10%. (Económicamente, esto es lo que hace que el mercado de almacenamiento puro sea extremadamente difícil en América del Norte).

El almacenamiento hidro pasivo es otro ejemplo muy interesante. El agua es un activo de usos múltiples; su energía potencial detrás de las represas es solo una de las cosas de valor, ya que también tiene valor recreativo en el embalse para la pesca y la navegación, valor recreativo aguas abajo para las actividades fluviales y, por supuesto, valor para el riego. Simplemente reduciendo o apagando las represas hidroeléctricas cuando se están soplando otras formas de energías renovables permite maximizar los otros usos, o simplemente permite que la presa se vuelva a llenar. Y la hidroeléctrica pasiva es efectivamente gratuita. [2]

3. Los mecanismos de almacenamiento directo continúan evolucionando pero todos tienen problemas

El mayor problema que tienen todos es el costo. Fundamentalmente, cada planta de gas natural y carbón es un activo pagado con gastos marginales para operar principalmente relacionados con el combustible y un poco de mano de obra. Hasta que estos activos se desmantelen, o las regulaciones impidan su uso, serán más económicos que los mecanismos de almacenamiento directo.

En ese frente, el Tribunal de Apelaciones de los Estados Unidos recientemente se pronunció firmemente a favor de la Agencia de Protección Ambiental y en contra de las organizaciones de negación del cambio climático que presentan una demanda, diciendo que la ciencia del cambio climático está resuelta, que el cambio climático es un riesgo claro y presente, que los humanos son una fuente primaria de gases de cambio climático y esa regulación de las emisiones de gases de cambio climático no solo es legal, sino que está absolutamente en línea con el mandato de la EPA y organizaciones similares. [3] Como resultado, la nueva construcción de generación de carbón se cierra efectivamente en los Estados Unidos y se acelerará el desmantelamiento de las plantas de carbón existentes. Esto eliminará al menos el carbón como una opción de almacenamiento pasivo, cambiando un poco el mercado a favor del almacenamiento directo. No está claro en la actualidad cómo esto afectará la generación de gas natural, que todavía tiene 50 veces las emisiones de CO2e, ciclo de vida completo de la energía eólica, por ejemplo. [4]

La hidroeléctrica bombeada, construida de manera interesante en sus mayores cantidades para darles a las plantas nucleares algo que hacer por la noche, es limitada en la mayoría de las regiones, ya que la geología tiende a hacer que los mejores sitios también sean adecuados para represas hidroeléctricas, o simplemente los hace realmente pintorescos. Los costos de capital de la construcción de una importante instalación hidroeléctrica bombeada también son muy altos. Las represas principales generalmente dependen de una vida útil de 50 años para la recuperación de la inversión y los gobiernos las construyen como proyectos de capital estratégico. Ahí es cuando se llenan gratis por naturaleza. Cuando agrega todas las tuberías y bombas adicionales para empujar el agua cuesta arriba en etapas para llenar los depósitos, el costo aumenta sustancialmente.

La opción más interesante en la hidroeléctrica bombeada es probablemente la reutilización de minas existentes y agotadas. Suelen existir en múltiples niveles. Inunda un nivel más alto, deja que el agua corra a través de una tubería de compuerta a un nivel más bajo cuando necesites energía, bombea nuevamente al nivel más alto cuando tengas un exceso de energía y tengas un sistema bastante bueno. El mantenimiento es el desafío aquí; ¿Cómo se llega a las bombas para mantenerlas funcionando o repararlas? También hay problemas de subsidencia y de aguas subterráneas. Estos son problemas solucionables en la mina correcta. El problema más grande es que muy pocas de estas minas están cerca de donde usted genera o necesita energía, por lo que además de los costos de ingeniería y la competencia de los combustibles fósiles existentes, también tiene costos de línea de transmisión significativos. Esta es probablemente la razón por la cual este modelo prometedor no se ha construido, excepto en conceptos de demostración hasta la fecha.

Otra opción interesante que se acaba de anunciar es el plan de Dinamarca para construir una isla en forma de rosquilla fuera de la costa y bombear agua desde el medio cuando tengan exceso de electricidad, luego dejar que el agua del mar vuelva a generar electricidad cuando la necesiten. [6]

La tecnología de la batería está evolucionando rápidamente, pero el problema fundamental es que todas las tecnologías son un compromiso entre materiales baratos que son tóxicos y materiales costosos que son menos tóxicos. Hay varias innovaciones en este espacio que vale la pena ver, por supuesto. Me encontré con uno interesante, es decir, está siendo promovido masivamente por sus creadores, llegó a TED Talks, tiene artículos escritos, pero sigue siendo una tecnología prototipo no probada, son las baterías de metal líquido fundido. [5] Según el creador y los prototipos, parecen haber encontrado una nueva situación de compromiso en un punto de baja toxicidad / alta capacidad / bajo costo que está muy lejos del continuo actual. Se requiere una ingeniería mucho más costosa para convertir esto en una tecnología de producción, y dadas las condiciones económicas para el almacenamiento, no está claro que recibirá esta financiación a menos que alguien como Bill Gates busque cambios en los cojines de su sofá.

Referencias
[1] Energía eólica: cuánta generación o almacenamiento de respaldo tiene un parque eólico
requiere y cómo se compara con la generación convencional?
[2] Cuando la electricidad se usa para bombear agua cuesta arriba hacia un depósito y luego el agua se usa para generar electricidad mediante generación hidroeléctrica, ¿qué porcentaje de la energía original se recupera?
[3] http://www.washingtonpost.com/op …
[4] Energía renovable: ¿Cuáles son las formas, más allá de los subsidios gubernamentales, que pueden ayudar a hacer que las tecnologías de energía renovable sean más competitivas?
[5] http://www.theverge.com/2012/4/2 …
[6] Bélgica quiere construir una isla con forma de rosquilla para almacenar energía (Wired UK)

¿Te gusta mi contenido? Ayuda a que se propague a través de Patreon. Obtenga consultoría confidencial a través de OnFrontiers. Envíeme un correo electrónico si desea que escriba para usted.

Estoy muy contento de ver tantos pensamientos fabulosos entre las respuestas. Todavía hay muchas esperanzas para nosotros. Todos sabemos que no hay una bala de plata para resolver nuestros problemas energéticos, porque hay demasiados climas diferentes, demasiadas economías diferentes y demasiados gobiernos diferentes para que una solución satisfaga a todos.

Sin embargo, es posible que tenga una solución técnica que pueda ayudar a mejorar todas las demás soluciones que funcionarán en todos los climas y que la mayoría de los gobiernos puedan pagar.

Aquí va otra analogía tonta: si asignamos un gominola de diferente tamaño a cada una de las soluciones mencionadas, y las colocamos todas en un frasco. Si sacudió y rodó el frasco en los 3 ejes, todos los gomitas en el frasco finalmente se asentarán en un volumen más compactado que el que se arrojó inicialmente. Creo que estoy tratando de decir que las múltiples soluciones que proporcionarán mejor porque una civilización eventualmente se ajustará cómodamente entre sí de acuerdo con las fuerzas económicas y sociales de la época.

OK, no más cosas filosóficas, en la solución técnica que salvará la Tierra o al menos ayudará a todas las otras soluciones técnicas a ser más efectivas: el almacenamiento de energía. Antes de que desapareciera todo el viento en sus velas, me refería a una nueva tecnología de almacenamiento de energía en particular, y eso es algo que no se desgastará durante 20 años o más en un uso intensivo; y costará alrededor de un cuarto del costo de las baterías de iones de litio. Si se usa en un EV que se carga una vez al día, durará más de 5,000 años (imagine el valor del recolector para entonces).

Es realmente irritante cuando alguien sigue promocionando las excelentes características del producto, y no le dirá qué es durante mucho tiempo. Entonces, me detengo después de solo 2 oraciones de promoción. Es un supercondensador de nueva generación que utiliza nanotubos de carbono y grafeno + otras salsas secretas. Como todos saben, todos los supercaps actuales están en el rango de 6-8 Wh / kg, y cuestan 3-4X más que las baterías de iones de litio en $ / kWh. Por lo tanto, no son una solución inicial de almacenamiento de energía global, en su forma actual.

Se ha demostrado que este nuevo supercap en el laboratorio tiene al menos 250 Wh / kg, y eso fue solo nanotubos de carbono (CNT) con una salsa secreta. Con el nuevo grafeno en el que estamos trabajando con laboratorios de I + D muy brillantes, esperamos que el nuevo combo supere los 650 Wh / kg en el laboratorio. La antigua regla de oro es la Regla 1/4; que dice que el producto comercial solo tendrá un cuarto de rendimiento tan bueno como la celda de laboratorio. Sin embargo, podemos estar introduciendo la regla 1/3. En cualquier caso, 162 o 216 Wh / kg sigue siendo 20 – 36 veces mayor en Wh / kg que los supercaps actuales.

Lo sé, el factor de Bolonia sigue siendo bastante alto aquí; ya que todavía no se ofrecen pruebas. Solo quería informarle que alguien está trabajando en una tecnología de almacenamiento de energía potencialmente buena para muchas aplicaciones; así que guarda tus cuerdas y cuchillas de afeitar, por ahora.

En caso de que algunos lectores no estén completamente familiarizados con los supercondensadores, aquí hay una sinopsis de 15 segundos: los supercapcitos almacenan electrones y los electrones no desgastan el material sobre el que residen o viajan; al menos no detectable con los instrumentos actuales. Los supercaps actuales pueden operar más de 1 millón de ciclos de carga y descarga. Descubrimos la razón por la que tienen una vida limitada, por lo que estamos corrigiendo ese problema. El costo de organizar el carbono en la nanoescala no es alto una vez que haya descubierto el método más eficiente y optimice su sistema de producción en consecuencia. No se requiere extracción ni procesamiento costoso / extenso de materias primas para CNT y grafeno.

El impacto de este nuevo supercap en energía renovable incluiría:

• Actúa como un amortiguador para proporcionar una salida de potencia uniforme, 24/7.
• Si los parques solares / eólicos aumentan su producción, entonces se puede almacenar más energía para un “día lluvioso”.
• La energía distribuida o las mini / micro redes proporcionarán más seguridad a más personas si la gran red se cae (falla de la red, desastres naturales, terroristas).
• Desalienta a los terroristas de derribar nuestra red, con suerte.
• Esencialmente, el nuevo supercap convertirá la energía solar y eólica en una realidad práctica que será económica y ecológicamente competitiva frente a las fuentes tradicionales de combustible de carbón, petróleo, nuclear y gas natural de la gran red.

El impacto más importante en la reducción de las centrales eléctricas de carbón y la contaminación del aire en el transporte es reducir los 7 millones de muertes en todo el mundo al año por la contaminación del aire. <7 millones de muertes prematuras anualmente relacionadas con la contaminación del aire>

En otra publicación de Quora, mostré números de cómo almacenar la energía desperdiciada durante las horas de menor actividad puede cobrar más de 100 millones de EV por día (paquete de 60kWh / EV). Las plantas nucleares y de carbón solo pueden reducir el 15% de su producción de energía (en calefacción), y solo un pequeño porcentaje de eso se usa para cargas fuera de pico. Entonces, más de 3TWh de energía (y CO2 y contaminantes) se envían a la atmósfera cada noche.

Además, el exceso de energía fuera del pico almacenado en los nuevos supercaps estacionarios se puede aprovechar para nivelar y desplazar la carga durante las horas pico de carga. Por la noche o durante las horas de menor actividad, las empresas de servicios públicos tendrán un flujo de ingresos nuevo (y significativo) al cargar la energía desperdiciada para completar los supercaps en almacenamiento estacionario y móvil.

Las plantas de gas natural pico deben mantenerse para respaldar las grandes, mini y micro redes; en caso de que permanezca nublado durante muchos días (cuando las plantas de carbón y nucleares se han ido casi por completo). Para cuando se cierren todas las plantas nucleares y de carbón, habrá suficientes parques solares / eólicos para proporcionar toda la energía necesaria para el funcionamiento del país; aproximadamente 1TW durante las horas pico de carga + suficiente para almacenar durante una semana de tormentas.

Es un ganar-ganar para todos; incluso para las compañías petroleras. El petróleo se convertirá para hacer más hilos sintéticos y muchos más plásticos para productos de consumo. Más vehículos compuestos (automóviles, aviones, barcos, etc.) y edificios significan más resinas epoxi y otras resinas estructurales. Aunque tenemos mucho gas natural, esperamos que se pueda desarrollar un método económico para convertir petróleo pesado en gas natural líquido para exportación. Además, necesitaremos un gas precursor de hidrocarburos de menor costo para fabricar CNT y grafeno; montones.

El combustible JP seguirá siendo necesario hasta que la propulsión de la aeronave ya no necesite combustible de carbono, que podría pasar un tiempo incluso con aviones comerciales híbridos eléctricos.

Solía ​​trabajar en el almacenamiento y uso de hidrógeno. En aquel entonces, los alemanes desarrollaron un quemador para cocinar que puede quemar hidrógeno de forma limpia y segura para producir solo calor y humedad. Esa sería una excelente manera de mantener la casa humidificada en invierno. Mi preocupación con eso es que el hidrógeno quema no emite color, por lo que sería difícil ver / ajustar la intensidad de la llama o si hay una llama. Entonces, tal vez el mismo odorante agregado al gas natural (tetrahidrotiofeno o THT) se puede agregar al hidrógeno para advertir sobre una fuga y posiblemente un color cuando se quema. Las llamas que viste en los noticiarios de Hindenburg fueron telas en llamas con dopaje de polímeros.

Pensamos en revestir las tuberías subterráneas de gas natural para el hidrógeno, pero se debe desarrollar un material a prueba de fugas económico y de larga duración para el hidrógeno a presión. Creo que deberíamos poner la mayoría de los fondos en energía solar / eólica con desarrollo de energía de hidrógeno a un ritmo menor (si tenemos un presupuesto limitado). Se deberían instalar más plantas de gas natural para aumentar la energía solar / eólica, y se usará hidrógeno una vez que los precios del hidrógeno caigan por debajo del gas natural.

Me detendré aquí. Pido disculpas por otra publicación de largo aliento.

La respuesta es mucho más política que técnica.

La economía de operar una red eléctrica necesita ser reformada.

IMPUESTOS:
Todos los impuestos a la energía (aparte del impuesto a las ventas posiblemente), deben aplicarse donde la energía ingresa a la red , no donde se consume. Esto también eliminará cualquier necesidad de subsidios para tecnologías limpias, ya sea de producción o soluciones de almacenamiento / recuperación. Se aplican diferentes niveles de imposición dependiendo de cuán verde o negro sea la producción de energía o el almacenamiento / recuperación. Cuán pronunciada es la diferencia, depende de cuánto valoremos el aire limpio, menores emisiones de CO2, importación de combustibles fósiles, etc.

MERCADO:
La fluctuación constante del precio de la electricidad , como una bolsa de valores, es esencial. Las fuerzas del mercado impulsarán las tecnologías que se necesitan para suministrar energía cuando más se necesita (proporcionar suministro cuando el precio es alto), o usar / almacenar energía, cuando menos se necesita (comprar / usar cuando el precio es bajo) . Para este propósito, se debe establecer un estándar universal de tecnología de fijación de precios , que tenga medidores inteligentes para el uso / suministro de energía. Con suerte, este sería un estándar abierto global acordado, por lo que la tecnología se puede diseñar una vez, para ser utilizada en todos los mercados.

CORRETAJE:
Tarifas pagadas a la red de la red : al igual que los cargos bancarios por la compra y venta de acciones, la red / utilidad / red / red debería cobrar a los proveedores Y a los consumidores una pequeña tarifa por cada unidad de energía que utilizan (es decir, kWh). Esta es una tarifa para transportar la energía, no importa verde o negro. La diferenciación de impuestos NO está incluida en esta tarifa, sino que se cobra en la fuente de la energía.

Al igual que algunas personas prefieren ahorrar efectivo en el colchón, también habrá personas que decidan desconectarse de la red. Puede guardar su propio efectivo en su colchón (fuera de la red con baterías / energía solar / eólica, según lo desee), o puede poner dinero en el banco o en las acciones, que es como estar en la red.

–

De esta manera, es un mercado totalmente transparente, donde todos pueden “jugar”, al igual que en el mercado de valores.

• Habrá productores de energía que van desde carbón sobre gas hasta energía eólica y solar.
• Habrá empresas e individuos orientados al almacenamiento , que comprarán cuando sea barato y lo venderán cuando sea costoso (almacenamiento / recuperación)
• Habrá consumidores , tanto privados, estatales y empresas.
• Existe la red , que cobrará por transportar energía, pagada por cada kWh que muevan.

INCENTIVO:
Tan pronto como se implemente este sistema, cualquier tecnología que tenga algo que ofrecer será recompensada en consecuencia . Si puede almacenar energía a las 2 a.m. y venderla a las 7 a.m., sin quemar nada, entonces todo lo que necesita pagar es el corretaje neto. Es beneficioso para todos (excepto para aquellos que actualmente se benefician del dinero en energía sucia) Siempre y cuando sea seguro y no contamine o interrumpa de ninguna otra manera, depende de cada individuo o empresa, cómo comprarán y venderán electricidad.

Aquí hay un enlace a un emocionante desarrollo de tecnología de almacenamiento de energía renovable. La energía solar térmica se almacena (reversiblemente) en un “combustible” líquido. Implicación: energía térmica estable y transportable http://www.newscientist.com/arti …

¿Por qué importa esto? La energía solar térmica es inherentemente más eficiente que la fotovoltaica (> 70% en muchas situaciones) y se necesita calor para todo tipo de cosas: desde mantener nuestros edificios cómodos y duchas calientes hasta impulsar todo tipo de procesos industriales y químicos.

Espero que esto salga del laboratorio.

Especialmente para la energía solar y eólica, es necesario, si desea utilizarlos más del 30% de su uso de energía, tener almacenamiento. Ver: http://www.managementism.com/201 …

Creo que hay un aspecto más importante para el futuro del almacenamiento de energía que no se ha mencionado: el almacenamiento de energía se distribuirá y no solo será un servicio proporcionado por las compañías eléctricas.

Los edificios verdes y el entorno construido generalmente se volverán ‘más inteligentes’ y acumularán energía cuando sea barata o antes de los tiempos de mayor demanda. Las baterías serán uno de los mecanismos, pero los edificios también almacenarán energía preenfriando o precalentando aire o agua o materiales de cambio de fase más exóticos.

Bill Gates aparentemente encontró un cambio de repuesto en su sofá para Aquion Energy, que fabrica baterías completamente no tóxicas principalmente de plástico y agua salada con ánodos de carbón activado y cátodos de óxido de manganeso. Han llegado correctamente a la conclusión de que para el almacenamiento en cuadrícula, el tamaño no es un problema importante. Otra química interesante es el zinc-aire recargable de Eos Energy Storage, que habla de precios muy competitivos.
Ahora eso es lo que yo llamo una batería adecuada

Y una respuesta sobre el almacenamiento de energía no puede completarse sin el almacenamiento de CSP a base de calor: sales fundidas, etc. Flexible en ubicaciones (lugares soleados y vacíos), bajo CAPEX, bajo OPEX (de larga duración) y permite que la turbina funcione a mayor velocidad factores de trabajo, lo que lo convierte quizás en la única tecnología de almacenamiento que realmente reduce el LCOE de la planta de energía anfitriona al tiempo que logra factores de capacidad comparables a la energía nuclear.

Seguro que los hay. Empresas como Halotechnics: la energía a través del almacenamiento están trabajando en esto y están haciendo un excelente progreso. También puede bombear agua cuesta arriba, lo que resulta ser una ecuación de almacenamiento de energía casi sin pérdidas.

El mayor impacto sería en el precio de la energía renovable durante las horas pico.

El concepto básico detrás del acoplamiento del almacenamiento de energía y las fuentes de energía renovables intermitentes es: capturar la energía renovable producida cuando está en exceso (fuera de pico) y liberarla cuando está en alta demanda (en pico).

El requisito para que esto funcione es que la diferencia de precio entre la energía pico y pico tiene que ser lo suficientemente significativa como para capturar tanto la inversión en el almacenamiento de energía como las pérdidas de energía debido a la eficiencia del viaje de ida y vuelta. Entonces, uno de los impactos más significativos, en mi humilde opinión, es que el almacenamiento de energía aumentaría el precio de la energía renovable si se usa en un contexto de afeitado máximo.

Si esto es o no una cosa “mala” depende en gran medida del contexto. Algunos mercados pueden soportar esa diferencia de precio, mientras que otros no.

La elección de la tecnología de almacenamiento influirá, por supuesto, en los dos factores que contribuyen a los costos: la inversión y las pérdidas de energía. Puede considerar algunas tecnologías con baja inversión pero grandes pérdidas de energía, o puede considerar algunas tecnologías con alta inversión pero bajas pérdidas de energía. Tenga en cuenta que por inversión me refiero a los costos totales asociados durante toda la vida útil del almacenamiento de energía, incluido el desmantelamiento.

Puntos de tierra más bajos debajo del mapa del nivel del mar

Mi opinión es que necesitaremos una política más coherente que incluya el cambio climático, la energía y el agua. Aquí hay una idea que puede almacenar grandes cantidades de energía solar, produce más agua potable y la extiende sin imponer demasiado a las poblaciones.

Una idea que no creo que tenga mucha exposición es usar lugares secos que estén por debajo del nivel del mar para:

a) producir energía hidroeléctrica

b) para producir más humedad en la atmósfera donde sea necesario

c) eliminar parte del agua ‘excedente’ de los mares

La idea es simplemente bombear / permitir que el agua caiga de los mares al suelo que está debajo del nivel del mar: el Mar Muerto es solo uno de estos.

Aunque provocará una acumulación de sales, estas pueden usarse para la extracción de minerales.

La energía generada se destinará al costo y desarrollo de las personas afectadas por el desarrollo.

Más evaporación del agua a la atmósfera significa más lluvia, que a su vez se puede utilizar tanto para el agua potable como para la generación de energía.

Hay varios sitios candidatos para este tipo de construcción, pero probablemente no existe la voluntad política actualmente.

Quizás una vez que el agua y la energía sean realmente cortas y el aumento del nivel del sello esté causando que la ONU se concentre un poco más, entonces podemos tener algunas soluciones realmente creativas.

Algunas cositas:

1) El almacenamiento de energía está mejorando a una velocidad y forma similar a los avances de las células solares. Es decir, múltiples tecnologías nuevas están en línea todo el tiempo que mejoran las baterías (más almacenamiento de energía por unidad de tamaño y peso, mayor duración, mayor flujo de corriente, carga más rápida, etc.) y más baratas. Es evidente para mí que el almacenamiento de energía práctico y barato para contrarrestar el problema de la intermitencia de las energías renovables será extremadamente práctico en el futuro cercano (dentro de la próxima década).

2) Esto, de hecho, ya está sucediendo. Tesla, la compañía de autos eléctricos, ahora está vendiendo baterías para usar en hogares para almacenar energía solar de su energía solar (o eólica) durante los días soleados y usarla en la noche y en un clima nublado. Incluso si no compra una batería solo para su hogar, actualmente hay formas de desconectar la energía de su automóvil eléctrico en su hogar. Es decir, puede tener paneles solares en su hogar, usarlos para cargar su automóvil eléctrico, y luego retirar la energía de su hogar y usarlo de noche si no ha conducido su automóvil. Esto se está haciendo en algunos otros países en una escala creciente.

3) Se habla mucho sobre si el almacenamiento de energía a nivel de red es práctico. Creo que esto es un arenque rojo. La tendencia, como se describió anteriormente, es el almacenamiento de energía individual en su hogar. Esto funciona mejor si tiene su propia energía solar, pero puede usarse incluso si está desconectando la red. Entonces, si está obteniendo energía eólica o solar de la red, puede tener una batería en su hogar y cargarla cuando la red pueda suministrar abundante energía renovable. No necesitamos desarrollar baterías súper grandes que puedan almacenar gigavatios-hora de energía para toda la red. Solo necesitamos suficientes personas que almacenen su propia energía para nivelar el uso de energía cuando las energías renovables tengan un tiempo de inactividad.

4) He leído estudios que sugieren que una solución mejor (más barata) que el almacenamiento de energía es la sobreproducción de energía renovable. Es decir, construir tantos paneles solares y molinos de viento y la red los conecta a una escala tan masiva que incluso en tiempos de producción de energía mínima, estarían produciendo lo suficiente para satisfacer nuestras necesidades, y simplemente tirar el exceso cuando hay demasiado. Por supuesto, puede haber formas de utilizar el exceso de potencia de forma intermedia para usos que no requieren una potencia constante, como algún tipo de fabricación que pueda iniciarse y detenerse fácilmente siempre que la potencia total proporcionada a largo plazo sea suficiente para producir todo el producto que se necesita. Por lo tanto, se convierte en una competencia entre el costo del almacenamiento de energía y el costo de la producción de energía renovable (e intermedia). Podría resultar que una combinación de almacenamiento de energía y sobreproducción de energía triunfe.

Como señala Mike Barnard, tener una gran cantidad de fuentes de energía superpuestas ayuda, sin embargo, la energía de las mareas / olas es continua las 24 horas, los 7 días de la semana, y dada una buena infraestructura de transmisión, puede alimentar a todos para siempre con cero almacenamiento. Entonces; SI. Por supuesto, todavía existe la huella de carbono para fabricar inicialmente los generadores; La clave es hacerlo más barato que el petróleo y el carbón.

Cuando piensas en el concepto de combustible como una tienda de energía y transportista, se hace evidente cuán importante es el almacenamiento para el futuro de las energías renovables.

Entonces, por ejemplo, miramos los combustibles fósiles que han impulsado nuestra civilización durante los últimos siglos y queda claro que hemos vivido de la generosidad de la Energía Solar almacenada de millones de años atrás. Si nuestra civilización fuera una bicicleta, diría que todo este período ha estado montando la bicicleta con ruedas de entrenamiento.

Ahora que hemos adquirido madurez tecnológica y uno espera un poco de sabiduría, está quedando claro que necesitamos quitarnos estas Ruedas y aprender a capturar la Energía del Sol, el Agua y el Viento y almacenarla y transportarla en un combustible inteligente que sea Renovables a diferencia de los hidrocarburos y la economía deben funcionar. En este momento tenemos los sistemas de energía renovable sin los sistemas Smart Fuel para que todo funcione.

En general, esto realmente nos deja con dos opciones: sistemas de combustible inteligentes cerrados (Baterías) o sistemas de combustible inteligentes abiertos (Pilas de combustible). En los últimos dos años más o menos, hemos visto enormes avances en la tecnología de baterías hasta el punto de que ahora existen baterías de azufre de sodio producidas por una compañía japonesa que pueden y están siendo utilizadas en Utility Scale para grandes parques eólicos de escala Megawatt y no hay razón por la que no se pueden usar para granjas solares similares.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sod …

En el frente de las Pilas de Combustible, el sueño de una economía del hidrógeno que siempre parece haber estado a 50 años de distancia, no parece estar mucho más cerca, pero aún parece dar una idea de un futuro inteligente y sabio donde el Sol o el Sol El viento se almacena y transporta en hidrógeno y se usa cuando es necesario usando una red de microrejillas alimentadas con celdas de combustible.

http://www.amazon.com/Hydrogen-E …
…

Uno podría querer ver el concepto de una ciudad con cero emisiones de carbono a este respecto e intentar visualizar lo que es realmente importante. Ejemplo de Masdar City viene a mi mente. Diseñada por el estudio de arquitectura británico Foster y sus socios, la ciudad depende de la energía solar y otras fuentes de energía renovables. La temperatura en las calles de Masdar es generalmente de 15 a 20 grados centígrados más fría que el desierto circundante. La diferencia de temperatura se debe a la construcción única de Masdar. Una torre eólica de 45 metros de altura, inspirada en los diseños árabes tradicionales, aspira el aire desde arriba y empuja una brisa refrescante por las calles de Masdar. El sitio se eleva sobre la tierra circundante para crear un ligero efecto de enfriamiento. Los edificios se agrupan juntos para crear calles y pasarelas protegidas del sol. En cuanto al transporte, la idea anterior era usar Personal Rapid Transit, pero ahora también se han agregado a la mezcla vehículos eléctricos y otros transportes basados ​​en energía limpia. Tan bien, uno puede minimizar el almacenamiento de energía en principio.

El almacenamiento de energía para la electricidad ha sido una realidad para algunos usos eléctricos durante décadas. Simplemente no se ha usado mucho hasta hace poco. Hay lugares donde se usa el exceso de energía eléctrica para bombear agua para que pueda fluir a través de turbinas accionadas por agua para producir electricidad durante las horas pico. Esto reduce la necesidad de capacidad de producción de energía adicional. De hecho, construir capacidad adicional puede ser más costoso que el almacenamiento.

En el caso de la producción de energía eléctrica eólica y solar, el almacenamiento de energía hará una diferencia donde no existan sistemas de red extensivos para suavizar la energía disponible. A medida que estos sistemas de energía renovable continúan volviéndose más baratos y los sistemas de almacenamiento avanzados basados ​​en nuevos tipos de baterías se vuelven más baratos, el costo total puede ser inferior al de las plantas eléctricas que usan combustibles fósiles. Si se considera el daño ambiental causado por la quema de combustibles fósiles para la generación de energía eléctrica, tales sistemas son probablemente más baratos que los sistemas de combustibles fósiles ahora.

Muchas personas están entusiasmadas con lo que Tesla está haciendo para reducir el costo de las baterías porque significa que los propietarios que instalan células fotovoltaicas pronto pueden satisfacer todas sus necesidades de energía eléctrica con estas en sus hogares, incluso si no están conectadas a las líneas eléctricas.

El almacenamiento de energía puede ser útil con las centrales eléctricas de gas natural, pero es más importante para las turbinas eólicas. El gas natural se puede usar en cualquier momento, pero las turbinas eólicas no suministran energía constante individualmente en ausencia de una red extensa. Sin embargo, incluso las centrales eléctricas de gas natural solo funcionan a plena capacidad aproximadamente la mitad del tiempo porque la demanda de energía varía considerablemente según la hora del día. Con un almacenamiento más barato, incluso las plantas de energía de gas natural pueden funcionar de manera efectiva con menos capacidad, y menos capacidad significa una construcción y mantenimiento menos costosos.

El nombre del juego es el almacenamiento de energía, es esencial para el futuro de los recursos renovables y para el desacoplamiento de la red / red inteligente.
El mayor impulsor del almacenamiento de energía será para vehículos, no solo automóviles, sino también para todos los vehículos, aviones, trenes y automóviles. Algún día, incluso podría alimentar su casa con la energía almacenada en su automóvil / camión.
La energía solar es el segundo mayor impulsor de la necesidad de almacenamiento de energía y es el recurso renovable más ampliamente disponible en el planeta.

El mejor comentario (por Ryan). He visto sobre energía renovable en la red.
Solo un comentario, con el objetivo de almacenar energía, se citó hidrógeno que se produciría por electrólisis del agua, donde, por ejemplo, se produce un exceso de carga en las plantas eólicas. Hasta donde yo sé, los alemanes están haciendo investigaciones en este campo para no almacenar hidrógeno. El enfoque es que una vez que se obtiene este hidrógeno, se combina con CO2 para producir metano (CH4). El metano es más fácil y seguro de almacenar, así como también para que se dirija directamente a los consumidores. Es un proceso llamado metanización.

De todos modos, no estoy seguro de que sea factible.

La demanda de sistemas de almacenamiento de energía está aumentando significativamente en varios segmentos de uso final. El aumento en el uso de vehículos eléctricos es uno de los principales motores de crecimiento del mercado de sistemas de almacenamiento de energía. Además, los gobiernos y las principales empresas están invirtiendo en energía renovable para lograr un desarrollo sostenible que se prevé que impulse el crecimiento del mercado de sistemas de almacenamiento de energía durante el período de pronóstico. Los actores clave como ABB, LGChem y otros se están centrando en la innovación de productos para proporcionar productos finales eficientes energéticamente que están contribuyendo al crecimiento del mercado de sistemas de almacenamiento de energía. El segmento de tecnología de almacenamiento mecánico tuvo la mayor participación de mercado en 2016 debido al amplio uso de la hidroeléctrica bombeada. Si bien se prevé que el segmento electroquímico crecerá a un ritmo más rápido durante todo el período de pronóstico debido a la creciente demanda de baterías de iones de litio. Se espera que el almacenamiento térmico crezca a una tasa compuesta anual de 5.6% entre 2017 y 2025.

A medida que las organizaciones desarrollan infraestructura e invierten grandes cantidades en investigación y desarrollo necesarios para la implementación de sistemas de almacenamiento de energía. Definitivamente beneficiaría el almacenamiento térmico y otras tecnologías restantes para crecer en un futuro próximo. En 2016, Asia Pacífico tuvo la mayor participación de mercado en términos de ingresos generados por los sistemas de almacenamiento de energía a nivel mundial, seguido de América del Norte. También se prevé que la región de Asia Pacífico crecerá a un ritmo más rápido que otras regiones durante el período de pronóstico. Esto se debe principalmente al aumento de la demanda de movilidad eléctrica, especialmente en países como China y Japón. Las ventas de baterías de iones de litio dominan el mercado de tecnologías de almacenamiento electroquímico en términos de volumen con aproximadamente 718 millones de unidades vendidas en 2016.

Descargue el folleto del informe de investigación PDF más información profesional y técnica sobre el futuro de los sistemas y tecnologías de almacenamiento de energía

Evolución, no revolución. La electrónica es la mayor historia de éxito económico de las últimas décadas, y llegó allí mediante la mejora incremental continua en la tecnología de chips de silicio. Todos los dispositivos electrónicos portátiles que no usan baterías desechables tienen baterías recargables de iones de litio; Este almacenamiento es pequeño en comparación con el consumo total de electricidad, pero seguirá creciendo a medida que más electrodomésticos se vuelvan más inteligentes. Los LED ahora hacen que la iluminación sea lo suficientemente baja como para usar baterías recargables. El almacenamiento en toda la casa será más práctico a medida que las instalaciones solares hagan comunes los inversores y la administración de energía de múltiples voltajes.

A los estadounidenses les gusta la independencia, el bricolaje, la portabilidad y tener sus propias reservas. En el otro extremo, muchos países no tienen una red eléctrica confiable y muchas personas aún no están conectadas a las redes eléctricas. Muchas de estas personas estarán dispuestas a gastar dinero en almacenamiento de energía, incluso si no parece económico para el caso de la energía de red confiable constante.