211service.com
De batterij van de startup kan goedkopere rasteropslag bieden
Een startup genaamd Eerste kracht heeft $ 11 miljoen aan durfkapitaal ontvangen om het te helpen bij het bouwen van de eerste volledige versie van een nieuwe, goedkope stroombatterij. Het bedrijf ontving eerder $ 18 miljoen via meerdere overheidssubsidies. De batterij is ontworpen om het elektriciteitsnet te helpen stabiliseren, elektriciteit goedkoper te maken en het voor nutsbedrijven gemakkelijker te maken om intermitterende hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon te integreren.
Machtsspel: Primus Power geeft een glimp van een deel van zijn nieuwe stroombatterijcellen. Het zwijgt over veel van de details van het systeem terwijl het zijn eerste volledige batterij ontwikkelt.
Primus Power probeert een van de fundamentele problemen te overwinnen die flowbatterijen hebben geplaagd. De technologie zou in theorie in ieder geval een van de goedkoopste vormen van rasteropslag kunnen zijn, omdat er goedkope en overvloedige materialen voor nodig zijn. Maar in de praktijk zijn flowbatterijen erg duur geweest, deels omdat ze groot zijn en ter plaatse op maat moeten worden gebouwd. Primus hoopt dit te omzeilen met een nieuw ontwerp dat massaal in fabrieken kan worden geproduceerd.
De behoefte aan dergelijke batterijen is toegenomen omdat nutsbedrijven anticiperen op een toenemende vraag die het elektriciteitsnet zou kunnen overbelasten. Ook vereisen veel staten, met name Californië, het gebruik van grote hoeveelheden hernieuwbare energie, maar omdat dergelijke vormen van energie intermitterend zijn, is het voor nutsbedrijven moeilijk om de match tussen vraag en aanbod te behouden die nodig is om stroomuitval te voorkomen.
Batterijen kunnen de pieken in vraag en aanbod opvangen door snel op te laden of stroom aan het net te leveren, stroomuitval te voorkomen en de behoefte aan nieuwe hoogspanningslijnen te verminderen. Maar ze waren te duur voor wijdverbreid gebruik. In bijna alle gevallen is het goedkoper om nieuwe hoogspanningslijnen te bouwen of om aardgascentrales te gebruiken om veranderingen in het vermogen van zonne- en windcentrales op te vangen. Hoewel de technologie van Primus Power nog steeds te duur is om alle problemen met de energieopslag op het net op te lossen, zal het veel toepassingen hebben.
Met stroombatterijen wordt een mengsel van elektrolyt en energieopslagmaterialen opgeslagen in enorme tanks - sommige zo groot als 10 meter hoog en 20 meter breed - en vervolgens in een apparaat gepompt waar stroom wordt gegenereerd. Omdat stroombatterijen goedkope materialen gebruiken zoals elektrolyten op waterbasis en materialen voor energieopslag gemaakt van overvloedige materialen zoals ijzer en zink, kunnen de aanvankelijke hoge kosten dalen zodra er genoeg zijn gebouwd, zegt Haresh Kamath, senior projectmanager voor energie. opslag bij het Electric Power Research Institute, een non-profit onderzoeksorganisatie die wordt ondersteund door de elektriciteitsindustrie. Maar tot dusver hebben de hoge kosten van initiële demonstratieprojecten de investeringen verstikt.
Primus Power vervangt grote opslagtanks door cellen ter grootte van warmwatertanks. Deze aanpak offert een deel van de potentiële kostenbesparingen van grote opslagtanks op, maar compenseert dit ruimschoots met de besparingen die mogelijk zijn door massaproductie in een fabriek, zegt Tom Stepien, CEO van Primus.
Het bedrijf gebruikt ook nieuwe op zink gebaseerde materialen voor energieopslag en een beter ontwerp om het vermogen van de batterij met ongeveer vier tot vijf keer te verhogen. Deze veranderingen zouden kleinere, goedkopere batterijen mogelijk maken die minder materiaal verbruiken en die gemakkelijk kunnen worden geïnstalleerd op bestaande nutsvoorzieningen, zoals bij onderstations. Het systeem, dat is opgeslagen in zeecontainers, is draagbaar. Dit kan een zegen zijn voor nutsbedrijven die tijdelijk batterijsystemen nodig hebben in afwachting van de installatie van nieuwe hoogspanningslijnen. Enkele andere bedrijven werken ook aan modulaire systemen, maar deze gebruiken nog relatief grote componenten die elk één megawatt of meer kunnen leveren. Primus Power gaat verder met deze benadering: de cellen zijn kleiner en leveren elk slechts 20 kilowatt.
Primus Power voegt zich bij zo'n 20 andere bedrijven die proberen goedkopere flowbatterijen te maken. Het streeft naar kosten in de buurt van $ 500 per kilowattuur aan opslagcapaciteit. (Het zal minstens een jaar duren voordat het bedrijf solide kostencijfers kan geven, zegt Stepien.) Volgens Kamath zou dit veel goedkoper zijn dan tot nu toe zijn gemaakt. Bedrijven maken hun kosten vaak niet bekend, maar hij schat dat veel meer dan $ 2.000 per kilowattuur bedragen.
Met $ 500 per kilowattuur zouden de batterijen goedkoop genoeg zijn voor wijdverbreid gebruik op het elektriciteitsnet voor toepassingen zoals het uitstellen van de aanleg van hoogspanningslijnen, zegt Kamath. Het zou ook aanzienlijk goedkoper zijn dan de belangrijkste concurrent van de technologie nu - lithium-ionbatterijen - die ongeveer $ 1.000 per kilowattuur kosten, zegt hij. Maar het zou nog steeds te duur zijn om te voldoen aan het doel van het Amerikaanse ministerie van Energie om systemen voor energieopslag te realiseren die minder dan $ 100 per kilowattuur kosten.
Als stroombatterijen stroom zouden kunnen leveren voor slechts $ 100 per kilowattuur, zouden ze een goedkopere optie zijn voor nutsbedrijven dan de installatie van een nieuwe op fossiele brandstoffen gebaseerde elektriciteitscentrale om de dagelijkse variaties in wind- of zonne-energie te compenseren, zegt Kamath . Primus Power won onlangs een subsidie van het Advanced Research Projects Agency for Energy van de DOE om zo'n goedkope batterij te ontwikkelen, maar dat zal een ander ontwerp zijn dan degene die het momenteel opschaalt, en het bedrijf zegt er niet veel over nog.
Veel andere experimentele opslagtechnologieën worden ontwikkeld om deze lage kosten te bereiken. Een semi-vaste stroombatterijtechnologie die wordt ontwikkeld door een startup genaamd 24M, gebruikt veel hogere concentraties energieopslagmaterialen in de elektrolyten, wat betekent dat ze 10 keer zoveel energie kunnen opslaan als conventionele stroombatterijen. Een start-up genaamd Liquid Metal Battery brengt een batterij op de markt die gebruikmaakt van elektroden en elektrolyten die zijn gemaakt van gesmolten metalen en zouten.