Clădirea din China cu inginerie elveţiană genial de simplă şi rol de baterie gravitaţională a fost construită complet, iar chinezii au mai comandat alte trei

Acum 4 luni, în octombrie 2023, scriam despre o clădire cu inginerie genial de simplă, care era construită în China de startu-up-ul elveţian Energy Vault. Acea clădire e concepută ca o baterie gravitaţională, folosind principiile ridicării şi coborârii greutăţilor în sutele sale de canale interioare şi acţionând efectiv ca o baterie de reţea pentru stocarea electricităţii, fără litiu şi alte materiale rare şi totodată cu o durată de viaţă enormă, fără a-şi pierde din capacitatea. Acea clădire e şi prima demonstraţie în viaţa reală a conceptului celor de la Energy Vault, pe un exemplu de scară mare şi contractat cu adevărat de cineva. Iar acum elveţienii anunţă că au dus la bun sfârşit construcţia din China, conectând-o şi la reţeaua electrică, şi după ce s-au convins de parametrii tehnici, chinezii au mai comandat alte 3 clădiri!

Ca şi o hidrocentrală prin pompare, clădirea din China cu inginerie elveţiană foloseşte principiul gravitaţiei pentru a stoca electricitate. Doar că există şi diferenţe. La o hidrocentrală prin pompre, turbinele sunt incluse pentru a pompa apă dintr-un rezervor inferior în altul superior, de obicei aflat măcar la vreo 400 metri diferenţă de altitudine, consumând energie pentru această pompare. Ulterior, când se doreşte „descărcarea” „bateriei” imense de apă, apa din lacul de acumulare superior e lăsată să curgă prin galerii în jos şi ea propulsează turbine, acestea generând electricitate. Galeriile sunt proiectate de obicei să maximizeze viteza de cădere a apei şi să dea un randament maxim la punctul de contact cu turbinele. Per total, asemenea hidrocentrale au între 77 şi 80% randament, ceea ce înseamnă că dacă vor consuma 100 MWh la pomparea iniţială, vor întoarce înapoi în sistem circa 77-80 MWh, în funcţie de configuraţia fiecărei hidrocentrale. Pentru o comparaţie, o centrală de baterii ar întoarce înapoi 90-93 MWh, însă centrala cu baterii are durată de viaţă mai scurtă şi capacitatea de stocare se reduce în continuu pe măsură ce bateriile degradează La o hidrocentrală prin stocare capacitatea rămâne constantă.

Foto: Principiul de funcţionare al unei hidrocentrale prin pompare în rol de „baterie”

La clădirea elveţienilor, există sute de galerii verticale cu un soi de şine integrate pe pereţii lor, din câte se pare cam 625 la număr. Clădirea are 145 metri înălţime şi în fiecare galerie există mecanisme care pot ridica blocuri de greutăţi a câte 30 tone fiecare.

Într-o galerie sunt câteva asemenea blocuri, deci cel inferior e un pic mai jos decât cel superior şi tot aşa. Atunci când bateria se „încarcă”, ea începe a ridica aceste greutăţi în sus, consumând energie. Unul câte unul, sau un grup după altul, aceste blocuri imense sunt ridicate, iar bateria e complet încărcată când toate blocurile ajung sus. Aici nu e vorbe de apă şi direcţionare a ei pentru a propulsa ulterior turbine, ci doar de energie potenţială, stocată în aceste greutăţi ridicate. Când se doreşte descărcare, greutăţile încep a fi lăsate să coboare şi ele pun în mişcare aceleaşi electromotoare care le-au ridicat şi care acţionează deja ca generatoare, producând electricitate. Astfel, imensa clădire are rol de baterie gravitaţională şi întoarce înapoi în reţea energia stocată anterior.

Acum fizica şi formula energiei potenţiale îi face pe mulţi să fie sceptici faţă de fezabilitatea acestei idei. Or, această clădire are o capacitate de 100 MWh de stocare. Iar formula energiei potenţiale este PE=mgh, adică energia potenţială e produsul din masă, acceleraţie gravitaţională şi înălţime. Un bloc de 30 de tone greutate, ridicat la 145 metri, şi cu o acceleraţie gravitaţională constantă pe Pământ de 9,81 m/s2 poate stoca 42.682.050 jouli, sau 11.856 kWh. Deci, mai puţin de 12 kWh stocaţi pentru un asemenea bloc. Pentru a stoca 100 MWh, sau 100.000 kWh, e nevoie de 8.333 de blocuri, dar întrucât nu pot sta toate la 145 metri înălţime, şi trebuie să stea şi mai jos, putem rotunji la 8.500 blocuri!

Partea bună e că Energy Vault a renunţat la ideea de turna blocuri din beton, şi a început a folosi deşeuri de construcţii şi minerit în construcţia sa din China. Contează masa şi să poţi asigura o densitate relativ omogenă, dar ce formează acea masă nu contează. Cert e că elveţienii au dus la bun sfârşit această clădire cu rol de baterie gravitaţională şi ea poate stoca 100 MWh, absorbind sau livrând o putere de 25 MW din reţea. Elveţienii zic că randamentul întregului ciclu e de 80%, exact ca la hidrocentrale.

Ei au conectat această primă clădire din China, pe care au construit-o lângă Shanghai, la reţea încă la finele lui decembrie 2023, iar de atunci au operat teste şi demonstraţii, înainte de a face recepţia finală.

Foto: Noua clădire cu rol de baterie gravitaţională ar eşi un centru de comandă, ca la o centrală electrică

Şi se pare că cei din China şi-au reconfirmat aşteptările şi calculele, întrucât au desemnat acest proiect drept unul emblematic pentru inovaţie în stocare şi au comandat încă 3 edificii similare — unul de 200 MWh capacitate şi 50 MW putere în Ziuquan, altul de 68 MWh capacitate şi 17 MW putere în Zhangye şi cel de-al treilea, de 100 MWh capacitate şi 25 MW putere în Huailai Cunrui. Astfel, pe lângă prima clădire de 100 MWh pe care au construit-o acum, elveţienii mai au de construit încă 3, cu o capacitate totală de încă 368 MWh!

Foto: Clădirea cu centrul de comandă alături, la etapa finală de construcţie

Iar pe lângă asta, elveţienii au semnat şi contracte de licenţiere cu două companii locale, care să folosească tehnologia lor în proiecte pe care le vor construi local. Iar aceste companii au contractat deja proiecte de capacitate totală uriaşă de 3,7 GWh! Elveţienii vor primi o taxă de royalty pentru aceste proiecte pe toată durata de funcţionare a lor, aşa că vor beneficia şi ei minim 35-50 de ani înainte de pe urma licenţierii ideii lor către parteneri chinezi. Deci, dacă i-au asaltat chinezii cu atât de multe contracte directe şi licenţieri, înseamnă că există ceva genial, confirmat prin cifre în această tehnologie. Chinezii, apropo, au menţionat că miile de tone de deşeuri încapsulate aici le vor permite să facă o imensă curăţenie în locurile unde adunaseră asemenea deşeuri de construcţii, găsind acum un rol util şi pentru acele deşeuri.