Inginerii din Italia, care au creat tehnologia genial de simplă a primei baterii CO2 din lume, vor mai construi o centrală uriaşă de stocare în India, la parametri admirabili

Inginerii italieni, de la compania Energy Dome, au fost cei care acum trei ani au dezvăluit tehnologia genial de simplă a primei baterii CO2 din lume, cu rol de centrală de reţea, care poate stoca electricitatea regenerabilă în surplus, pentru a o livra apoi la orele de cerere maximă. Totul funcţionează pe baza calităţilor termodinamice ale CO2-ului, într-un ciclu închis, iar o asemenea centrală poate avea un randament apropiat de cel al unei hidrocentrale prin pompare, fără a avea nevoie de relief muntos şi diferenţe de altitudine, deci poate fi construită oriunde. Iar costurile ei sunt nu doar mai mici decât ale hidrocentralelor, ci chiar de circa două ori mai mici decât centralele cu baterii litiu-ion, întrucât nu necesită niciun material rar în construcţie. Ei bine, acum aceeaşi ingineri au fost contractaţi pentru a construi prima asemenea centrală din India şi din Asia, iar întrucât tehnologia e deja maturizată, se poate vorbi despre parametri finali, care sunt admirabili.

Noi am scris despre Energy Dome când ei abia îşi prezentau tehnologia, şi trebuiau să construiască o mică centrală demonstrativă în Italia. Apoi, la sfârşitul anului 2023, li s-au oferit 60 milioane de euro pentru a construit o baterie la scară mare în Sardinia, iar ulterior start-up-ul italian a avut o nouă rundă de investiţii, ocazie cu care în ei a investit şi Bill Gates, renumitul fondator al Microsoft, care investeşte acum în cele mai promiţătoare start-up-uri de energie. La sfârşitul lui octombrie 2024 Energy Dome anunţa şi primul său contract din SUA, iar acolo noi am explicat în detalii tehnologia, cu o eroare admisă la densitatea de energetică, care trebuia exprimată în kWh/m3, nu în kWh/l. Ei bine, cum funcţionează această baterie a italienilor, de ce zicem că genial de simplă şi care vor fi parametrii ei în India?

Tehnologia presupune un circuit închis de scară mare, în care se conţine CO2 pur, deci acelaşi CO2 circulă în cicluri în interiorul sistemului, fără a adăuga altul sau a elibera din cel existent. CO2-ul are o calitate unică, prin care poate fi lichefiat la temperaturi obişnuite atmosferice, dacă se asigură presiunea necesară. Există gaze care pot fi transformate în lichide doar la temperaturi foarte reci, însă CO2-ul poate fi transformat în lichid la o presiune de 70 bari, în condiţii de temperatură normală. Iar asta face ca 0,51 m2 de CO2 gazos să se comprime în doar 1 litru de CO2 lichid. Însă e nevoie de energie pentru compresoare care să facă asta şi aici intervine funcţia de baterie.

Sistemul Energy Dome presupune un rezervor imens de CO2 în stare gazoasă, care e preluat de un compresor ce-l presurizează şi-l transformă în lichid, trimiţându-l în rezervoare de volum mai mic, unde CO2-ul e stocat lichid. La comprimarea CO2-ului de compresor apare degajarea de căldură, iar sistemul italienilor captează şi această degajare de căldură şi o stochează. Asta e faza de încărcare a bateriei de reţea, iar la final 1 m3 de CO2 lichid are stocat în el 66,7 kWh de electricitate consumată pentru comprumarea lui.

La descărcare, CO2-ului lichid e scos din rezervoare şi el trece printr-o zonă în care va fi tratat cu căldura stocată anterior, pentru a amplifica randamentul. Acest CO2 care tinde să se transforme în gaz propulsează o turbină care produce electricitate, iar asta e faza de descărcare a bateriei şi livrare înapoi în reţea a electricităţii.

Densitatea energetică a unei asemenea baterii, deci, e de 66,7 kWh/m3 în zona de CO2 lichid, nu 66,7 kWh/litru, cum menţionam în articolul de acum câteva luni. Doar că asta e energia consumată pentru a comprima 1 metru cub de CO2 lichid. În etapa de descărcare din acel metru cub de CO2 lichid se generează 50,02 kWh de electricitate, deci randamentului întregului ciclu e de 75%. E la circa 3-5% diferenţă de hidrocentralele prin compare, care au 78-80% randament, şi e la circa 10-15% diferenţă faţă de centralele cu baterii litiu-ion. În schimb, durata de viaţă a unei asemenea centrale cu CO2 comprimat e de minim 30 ani şi mai mult, cu revizii de sistem şi cu continuarea ulterioară a ciclului de viaţă, în timp ce bateriile litiu-ion vor funcţiona 10, 12, sau maxim 15 ani.

Centrala din India va avea 20 MW putere şi o capacitate de stocare de 160 MWh, ceea ce înseamnă că va putea livra electricitate la putere maximă timp de 8 ore. Centrala de stocare a energiei pe bază de CO2 comprimat va fi construită lângă o termocentrală din India şi va fi operată de NTPC, care e un operator naţional din India, responsabil de producţia a circa un sfert din electricitatea consumată în această ţară.

Cei din India au fost atraşi de costul mai mic al acestei baterii, dar mai ales de lipsa de materiale rare, care le-ar permite să avanseze repede construcţia de noi şi noi centrale, fără a depinde de litiul din China sau din alte părţi ale lumii. Practic, această centrală e un prim proiect pe care indienii l-au contractat cu inginerii italieni, iar dacă toate cifrele de randament şi viabilitate se confirma şi în condiţiile lor, atunci cu siguranţă vor curge noi şi noi comenzi, or, India e în plin proces de implementare a politicilor de energie regenerabilă şi are nevoie de capacităţi imense de stocare a energiei în reţea.

Iar tehnologia inginerilor italieni e genial de simplă prin conceptul său, iar randamentul n-ar fi ajuns la 75% dacă n-ar fi fost aplicată şi captarea şi stocarea căldurii generate la încărcare, când CO2-ul e comprimat şi ajunge la 400 grade Celsius. Ceea ce au făcut italienii a fost să ia nişte teorii şi lucruri relativ cunoscute de demult despre calităţile CO2-ului şi să le integreze într-un sistem cu aplicare de tehnologii noi precum schimbătoare de căldură şi turbine mai eficiente ce pot fi propulsate prin gazul presurizat eliberat. Iar în final au putut ajunge la un randament care a devenit viabil şi comercial. Şi datorită faptului că nu folosesc litiu, cobalt, nichel sau alte materiale rare în cantităţi imense ca o centrală de baterii litiu-ion, preţul unei asemenea centrale depinde doar de preţuri generale de piaţă la oţel, turbine, conducte şi rezervoare, preţuri care sunt mult mai stabile. Asta îi permite acestei tehnologii să coste de două ori mai puţin ca o centrală de baterii cu litiu. Şi toate aceste tehnologii componente sunt fiecare în parte relativ simple şi de demult, deci verificate în timp. Iar asta a făcut întregul sistem genial de simplu.