Inginerii din Italia, care au elaborat tehnologia genial de simplă a primei baterii CO2 din lume, vor construi una uriaşă în SUA, la costuri de două ori mai mici decât centralele litiu-ion

Inginerii din Italia, de la o companie numită Energy Dome, care au elaborat tehnologia genial de simplă a primei baterii CO2 din lume ce poate avea rol de centrală mare de reţea pentru stocarea surplusului de electricitate, vor construi prima lor centrală uriaşă în SUA, semnând deja şi un contract în acest sens. Între timp tehnologia italienilor a ajuns deja la un stadiu matur, aşa că aceştia pot garanta şi un randament clar, dar şi costuri amortizate de stocare a electricităţii de două ori mai mici decât la centralele mari cu baterii litiu-ion.

Foto: Schiţa viitoare baterii CO2 din SUA

Noi am scris pentru prima dată despre bateria CO2 a inginerilor italieni în iunie 2022, atunci când ei o anunţaseră împreună cu planurile de a construi prima centrală pilot în Sardinia, Italia, pentru a avea o demonstraţie pe viu a viabilităţii tehnologiei lor. În luna decembrie 2023 cei de la Energy Dome au anunţat că au primit 60 de milioane de euro pentru a construi bateria din Sardinia, la scară ceva mai mare, iar în scurt timp după asta start-up-ul italian a avut o rundă de investiţii, iar printre cei care au investit în echipa italiană se numără şi Bill Gates, renumitul fondator Microsoft, care investeşte de ceva vreme în cele mai promiţătoare start-up-uri de tehnologie şi energie regenerabilă.

Tehnologia inginerilor italieni se bazează pe un sistem termodinamic închis şi este, aşa cum spuneam mai sus, genial de simplă. Ea foloseşte gazul CO2 într-un circuit închis, adică are o cantitate de CO2 pusă iniţial în sistemul său şi nu-l eliberează şi nici nu captează altul, ci foloseşte CO2-ului pentru proprietăţile sale termodinamice unice, şi anume abilitatea acestuia de a fi comprimat până la stare de lichid în condiţii de temperaturi obişnuite atmosferice.

La alte gaze, aducerea lor la stare lichidă necesită de obicei şi presiunea corectă, şi temperaturi foarte coborâte, criogenice. La CO2, însă, starea lichidă poate fi obţinută la o temperatură obişnuită. Spre exemplu, 1 kg de CO2 în stare gazoasă normală, la temperatură atmosferică, va ocupa 0,51 m3 de volum, iar la aceeaşi temperatură ambiantă, dar comprimat la 70 de bari va ajunge în formă lichidă şi va ocupa doar 1,3 litri volum, stocând totodată şi 66,7 kWh de electricitate în procesul de presurizare a sa.

Desigur, pentru presurizare se folosesc compresoare puternice, care consumă energie, iar ulterior presiunea eliberată din rezervoarele de CO2 împinge turbine care generează electricitate, care e trimisă înapoi în sistem. Principiul de funcţionare e ca la o hidrocentrală cu pompare, doar că aici nu se foloseşte apa şi principiile gravitaţiei, ci CO2-ului şi presiunea, împreună cu proprietăţile termodinamice unice ale CO2-ului.

Respectiv, tehnologia ajunge la o densitate energetică excepţional de mică, în care 1,3 litri de volum stochează 66,7 kWh, deci cam 0,019 litri/kWh sau cam 51,3 kWh/litru! E o cifră net superioară oricărei baterii litiu ion, or, în lumea auto există ditamai maşini care au baterii de 66-67 kWh, precum Hyundai Ioniq 6, şi dacă ele ar avea aceeaşi densitate energetică, ar ocupa un volum de 1,3 pachete de lapte de 1 litru!

Desigur, orice gaz care e presurizat devine mai cald, iar sistemul italienilor preia acea căldură şi o stochează, pentru ca s-o folosească ulterior la descărcare, pentru trecerea mai rapidă a CO2-ului din stare lichidă în gazoasă, deci evaporare. Pentru că există căldura în ecuaţie, ciclul de încărcare şi descărcare e mai eficient dacă durează până la 24 ore.

Iar italienii tocmai ce au confirmat că randamentul de 75%, invocat în decembrie anul trecut, s-a confirmat prin experimente şi prin proiectul din Sardinia. Deci, la 100 kWh consumaţi pentru presurizare, 75 kWh revin înapoi în sistem. Poate părea mică în raport cu 85-92% randament al bateriilor litiu-ion, sau în raport cu 77-80% al hidrocentralelor prin pompare, dar în raport cu ultimele diferenţa nu e foarte mare, în schimb o asemenea baterie CO2 poate fi construită în doar 2 ani şi nu are degradare în timp, exact ca şi hidrocentrale. Iar costul amortizat în timp e de două ori mai mic decât la centralele litiu-ion, după cum spuneam.

Pe lângă asta, o asemenea construcţie nu are nevoie de relief special muntos, nu are nevoie de resurse de apă în proximitate şi nici nevoie de materiale rare, precum cobaltul, manganul sau litiul. Prin urmare, este probabil soluţia cu cea mai mică amprentă pentru mediu ambiant.

Iar noua centrală, pe care italienii o vor construi în SUA, va fi similară cu cea din Sicilia. Va avea 20 MW putere şi 200 MWh capacitate de stocare, deci va fi capabilă să livreze putea maximă în reţea pentru tocmai 10 ore.

Desigur, după ce tot CO2-ul lichid a trecut în stare gazoasă, iar acel gaz a propulsat turbina generând electricitate, el e stocat într-un rezervor mult mai mare în formă gazoasă, pentru ca de acolo să fie ulterior preluat pentru un nou ciclu de comprimare şi stocare în formă lichidă. Astfel tot sistemul ia talia şi rolul unei centrale de reţea, care poate astfel stoca energie regenerabilă atunci când aceasta e în surplus, întorcând-o în reţea atunci când e nevoie de ea.

Cei care au contractat noua centrală americană de la inginerii italieni sunt Alliant Energy Corporation, ei beneficiind de o susţinere de 30 milioane de dolari de la Departamentul de Energie pentru acest proiect, localizat în Wisconsin. Americanii spun că centrala italiană e în plin proces de construcţie şi va servi drept demonstraţie pe viu în timp ce se va construi şi centrala lor, iar ulterior, după conectarea la reţea a bateriei CO2 din SUA şi confirmarea parametrilor şi funcţionării ireproşabile, există toate şansele ca italienii să aibă zeci sau chiar sute de comenzi noi. Deci, nu în zadar a investit şi Bill Gates în ei, or, tehnologia e exact la acel nivel de simplitate şi genialitate care-i permite să fie aplicată oriunde, dar să aibă un impact major în reţelele electrice ale zilelor noastre, cu multe surse de energie regenerabilă.