Όσο μεγαλώνει η πρόκληση της κλιματικής αλλαγής και γίνονται ακόμη πιο επιτακτικοί οι στόχοι της πράσινης μετάβασης, τόσο αναπτύσσονται νέες καινοτόμες λύσεις που έρχονται να απαντήσουν στα δομικά προβλήματα των Ανανεώσιμών Πηγών Ενέργειας.
Μια από τις πιο ενδιαφέρουσες τέτοιες προτάσεις αφορά στην νέα τεχνολογία υποθαλάσσιας αποθήκευσης ενέργειας, την οποία ήδη δουλεύει η βραβευμένη για τις καινοτόμες λύσεις της αμερικανική εταιρεία Sperra.
Όπως σημειώνεται σχετικά, για να επιτευχθούν παγκόσμιες καθαρές μηδενικές εκπομπές έως το 2050, εκτιμάται ότι το 70% της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας πρέπει να προέρχεται από ΑΠΕ. Ωστόσο, η παραγωγή από αιολική και ηλιακή ενέργεια δεν ευθυγραμμίζεται πάντα με τις απαιτήσεις του δικτύου. Για να διασφαλιστεί η ανθεκτικότητα του δικτύου και να καλυφθούν οι κυμαινόμενες περίοδοι αιχμής της ζήτησης ηλεκτρικής ενέργειας, υπάρχει κρίσιμη ανάγκη για αποθήκευση ενέργειας μακράς διάρκειας.
Σε αυτό το επίπεδο κυρίαρχη τεχνολογία σήμερα είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια με αντλησιοταμίευση. Ωστόσο, τα νέα έργα αντιμετωπίζουν εμπόδια, όπως ζητήματα αδειοδότησης, γεωγραφικούς περιορισμούς και υψηλό κόστος. Αυτά αποτελούν ανασχετικούς παράγοντες για την επέκταση της αντλησιοταμίευσης και υπογραμμίζουν την ανάγκη για καινοτόμες λύσεις.
Το Sperra Subsea Pumped Hydroelectric Energy Storage
Το Sperra Subsea Pumped Hydroelectric Energy Storage είναι μια πρωτοποριακή λύση που, σύμφωνα με την εταιρεία, θα επεκτείνει την αποθήκευση ενέργειας σε υπεράκτια αιολικά και ηλιακά έργα κοντά στην ακτή. Η λύση αυτή προσφέρει όλα τα πλεονεκτήματα της συμβατικής υδροηλεκτρικής αντλησιοταμίευσης, παρακάμπτοντας παράλληλα πολλούς από τους περιορισμούς χωροθέτησης και ανάπτυξης που εμποδίζουν την επέκτασή της στην ξηρά.
Η υποθαλάσσια αντλησιοταμίευση υδροηλεκτρικής ενέργειας λειτουργεί μετακινώντας νερό μέσα και έξω από μεγάλες σφαίρες από σκυρόδεμα τοποθετημένες στον πυθμένα του ωκεανού για να αποθηκεύσει και να απελευθερώσει ενέργεια ανάλογα με τις απαιτήσεις. Μπορεί να δημιουργηθεί ανεξάρτητα κατά μήκος των ακτών ή παράλληλα με υπεράκτιους αιολικούς σταθμούς για εξοικονόμηση κόστους.
Κατά την Sperra, αυτή η προσέγγιση διευκολύνει την οικονομικά αποδοτική υποθαλάσσια αποθήκευση ενέργειας μακράς διάρκειας μέσω καινοτομιών όπως ο πατενταρισμένος σχεδιασμός πολλαπλών σφαιρών “pod”, η τοπική κατασκευή χρησιμοποιώντας αυτοματοποιημένη εκτύπωση σκυροδέματος 3D και η ενσωμάτωση με υπεράκτιες εγκαταστάσεις ΑΠΕ για κοινή χρήση υποδομών και μείωση του κόστους.
Τα υποθαλάσσια συστήματα αποθήκευσης ενέργειας Sperra έχουν σχεδιαστεί για να κατασκευάζονται σε μονάδες 2 MW έως 5 MW σε λιμάνια των ΗΠΑ χρησιμοποιώντας τοπικά διαθέσιμα υλικά και εργαζόμενους.
Τα βασικά πλεονεκτήματα
Στα βασικά πλεονεκτήματα αυτής της λύσης, η εταιρεία αναφέρει ότι θα δημιουργήσει νέους υπεράκτιους χώρους αποθήκευσης ενέργειας κοντά σε μεγάλα πληθυσμιακά κέντρα, διευκολύνοντας την ολοκλήρωση και την ανθεκτικότητα του δικτύου.
Παράλληλα, ενσωματωμένο με υπεράκτια αιολική και ηλιακή ενέργεια, το Sperra MPH μειώνει την ανάγκη για περικοπές ενέργειας, οδηγώντας σε πρόσθετα έσοδα κάθε έργου.
Ιδιαίτερα σημαντικό είναι ότι έχει μειωμένο κόστος αντικαθιστώντας τη διαδικασία έντασης εργασίας της συμβατικής κατασκευής σκυροδέματος (π.χ. συναρμολόγηση ξυλότυπου, χύτευση, αφαίρεση ξυλότυπου) με μια αυτοματοποιημένη, λιτή γραμμή παραγωγής χρησιμοποιώντας 3D εκτύπωση.
Ακόμη, η νέα αυτή τεχνολογία θα δημιουργήσει τοπικές θέσεις εργασίας μέσω της εγχώριας παραγωγής.
Τέλος, η υποθαλάσσια αποθήκευση της Sperra συμβάλλει στην προστασία του περιβάλλοντος καθώς ελαχιστοποιεί τη χρήση γης και είναι ανθεκτική απέναντι στα ακραία φυσικά φαινόμενα και την τρομοκρατία.
Η Sperra
Με έδρα το Boulder και με εγκαταστάσεις εκτύπωσης στο Λος Άντζελες και το Ρότσεστερ της Νέας Υόρκης, η Sperra (πρώην RCAM Technologies) βρίσκεται τα τελευταία χρόνια στην πρώτη γραμμή της επανάστασης στη βιομηχανία των θαλάσσιων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με πρωτοποριακές λύσεις, ενώ ανακηρύχθηκε Πρωταθλήτρια Καινοτομίας Αποθήκευσης Ενέργειας από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ.
Η Sperra σχεδιάζει και κατασκευάζει δομικά συστήματα για ΑΠΕ σε υπεράκτια και άλλα υδάτινα περιβάλλοντα με χρήση 3D εκτύπωσης σκυροδέματος (3DCP).Τα προϊόντα της περιλαμβάνουν άγκυρες για υπεράκτια αιολική και ηλιακή ενέργεια, θεμέλια σταθερού πυθμένα, ηλιακές λύσεις καναλιών και καινοτόμες τεχνολογίες αποθήκευσης υποθαλάσσιας ενέργειας.
Η εταιρεία έχει λάβει επιχορήγηση από την Αρχή Έρευνας Ενεργειακής Ανάπτυξης της Πολιτείας της Νέας Υόρκης (NYSERDA) με στόχο την ανάπτυξη και επίδειξη τεχνολογιών εκτύπωσης 3D σκυροδέματος για την κατασκευή υποθαλάσσιων εξαρτημάτων αντλησιοταμίευσης.
Πρόσφατα η αμερικανική εταιρεία εξασφάλισε επιχορήγηση ύψους 4 εκατ. δολαρίων από το Γραφείο Τεχνολογιών Υδροηλεκτρικής Ενέργειας (WPTO) του Υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ προκειμένου να σχεδιάσει, κατασκευάσει και δοκιμάσει μια μονάδα αποθήκευσης ενέργειας διαμέτρου 10 μέτρων, 500 kW / 600 kWh στα νερά της Νότιας Καλιφόρνιας. Αυτό οδήγησε και σε χρηματοδότηση 3,4 εκατ. ευρώ από το γερμανικό Υπουργείο Οικονομικών Υποθέσεων και Δράσης για το Κλίμα (BMWK) με τη μορφή ενός παράλληλου έργου ανάπτυξης αντλιών και στροβίλων που διευθύνεται από την Fraunhofer IEE και την PLEUGER Industries.
