Sage Geosystems發明效率高達200%的“地球電池”
賽捷地理系統公司(Sage Geosystems)開創了一種新的廉價能源儲存方式,利用地球作為一個巨大的風箱,將水泵入地下裂縫,然後讓水以70% 的效率噴出,如果同時採集熱能,則效率可達200%。
這種方法將一種液體(通常是蒸汽)注入頁岩油沉積物中,並在其中放置數小時,以加熱石油,降低其黏度,使其更容易泵出。而賽奇公司則是在廢棄油井的地下深處,使用高密度鑽井泥漿,以高壓將細長的裂縫推開,然後再用高壓泵將水泵入,使裂縫保持”充氣”狀態。這項工作是利用白天收集的多餘可再生能源完成的,然後關閉閥門將水鎖住。泵入流體以擴大岩石裂縫,然後在高壓下放出以回收能量圖/賽格地球系統公司當需要回收能量時,只需打開閥門即可;裂縫周圍的地層壓力會將裂縫重新擠壓在一起,水流會被迫回到管道中,然後通過渦輪機發電。事實上,當系統反向運轉時,當初迫使水流下管道的馬達和水泵就會變成渦輪機和發電機,將能量重新輸出。僅作為壓力電池,這種解決方案就相當高效這就是賽捷利用德州的一口老油井測試的”EarthStore”系統,往返效率高達70-75%,測得的流體損耗僅為1-2%,而且沒有檢測到誘發地震活動。賽吉說,如果將單口油井用作負載跟隨快速釋放系統,那麼它可以產生約300 萬千瓦的最大輸出功率;如果將其用作太陽能發電系統,那麼它可以以更精確的方式釋放能量,在夜間太陽能不發電時提供18 個多小時的電力。但是,如果能進入地球深處的舊石油生產井,還有另一個好處:熱。作為電網或本地儲能係統,EarthStore 這樣的系統可以帶來足夠的利潤,但一旦再開始將熱量考慮在內,它就開始變得極具吸引力。地球越深,溫度越高,要達到180-220 °C(350-430 °F)的溫度相對容易。採集這些地熱能通常並不划算,但”huff & puff”儲能係統卻大大改變了這個數字。EarthStore 系統將水與炙熱的岩石裝在一起,與地表有大量接觸,並將其鎖定在那裡。因此,當水被釋放出來時,熱量不僅會增加水流回流的壓力,使渦輪機更強勁地運轉,而且還有機會通過熱交換器收集熱量,這樣你從”地球電池”中獲得的能量最終會超過你投入的能量。這還不是全部;賽奇建議,如果多個地球儲能鑽井彼此相鄰,鑽井設備等無需拆卸運輸,從而節省了成本,那麼就可以將它們組合起來,作為多缸熱壓發動機運行。帶有熱交換器的雙井系統有望成為”多缸引擎”,以200% 的效率儲存能量
這種陣列可以從一個地下水庫中放出熱水,利用熱交換器將其冷卻以獲取電能,然後立即將冷卻水直接抽到隔壁的井中儲存起來。無需在地面上儲存液體,整個過程可以在這兩個氣缸之間來回運行。根據賽奇公司的說法,在一個地點安裝18-20 個這樣的設備,就能形成一個50 兆瓦的再生能源儲存廠,有效輸出兩倍於輸入的能量。你可以把它看作是增強型能源存儲,也可以把它看作是使相對較淺的地熱能源在經濟上更加可行的一種方法,但這是一個非常巧妙的想法。賽奇說,就平均儲能成本(LCoS)而言,EarthStore 解決方案本身應該比鋰離子電池或抽水蓄能更便宜–事實上,作為一種在高峰期穩固電網的方法,它的成本有望與燃氣調峰電廠相媲美。德州的試點計畫歷時六個月,現已結束。該計畫利用一口勘探油井,在7,920 英尺和11,140 英尺(2,400 公尺和3,400 公尺)深的地方打孔,形成一個3,200 英尺(1 公里)高、200-300 英尺(60-90 公尺)寬的裂縫。德克薩斯州斯塔縣的現場測試現已完成這條裂縫的壁間僅相距0.1-0.2 英寸(2.5-5 毫米),但透過抽水和放水,並不斷在系統中保持足夠的壓力以防止裂縫閉合,裂縫的體積膨脹和收縮了2 倍,在7500-15000 桶(120-240 萬公升,315000-630000 加侖)之間波動。賽捷地理系統公司執行長辛迪-塔夫(Cindy Taff)在新聞稿中表示:「我們已經破解了為再生能源提供完美補充的密碼,以與鋰離子電池和天然氣調峰電廠相比具有成本競爭力的方式提供可靠的替代基荷。我們的儲能技術可以提供大量電力–從遠程採礦作業到資料中心,再到解決偏遠地區的能源貧窮問題。我們可以與電網互聯,或利用經過驗證並可隨時擴展的清潔能源解決方案開發島嶼/微電網。”Sage 已獲得鑽井專家納博斯工業公司(Nabors Industries)和清潔技術創投基金Virya 的投資,希望在目前的A 輪融資中再融資3000 萬美元,並繼續對系統進行驗證、商業化、優化和擴展。