Inginerii din Italia au primit 60 milioane de euro pentru a construi prima baterie CO2 din lume, cu o tehnologie genial de simplă şi o densitate energetică excepţională | PiataAuto.md – Site-ul lumii auto din Moldova

3 Decembrie 2023, 19:40
Redacţia PiataAuto.md

Inginerii din Italia, de la o companie numită Energy Dome, şi-au prezentat ideea şi tehnologia genial de simplă a primei baterii CO2 din lume încă în vara anului trecut, dar de atunci şi până azi s-au făcut multe parteneriate cu companii, tehnologia lor a fost supusă multor verificări teoretice şi practice, însă prima baterie aşa şi nu fusese construită. Acum, în cadrul COP28, cei de la Energy Drome au anunţat că au primit 60 de milioane de euro finanţare pentru a construi prima lor baterie CO2, pentru a demonstra viabilitatea acesteia la scară largă şi mai ales pentru ca odată cu prima construcţie să poată duce costurile viitoarelor baterii produse în număr mai mare la un nivel mai accesibil.

Prima baterie CO2 din lume va fi construită lângă Ottana, pe insula Sardinia din Italia, acolo unde inginerii de la Energy Dome intenţionau din start să o facă. Va fi o baterie mare în capacităţile ei, la nivelul centralelor de baterii cu litiu-ion sau litiu-fier-fosfat care se implementează acum la scară mare în lume, doar că noua baterie nu va folosi niciun gram de litiu sau alte materiale rare. Tehnologia sa are la bază CO2-ul şi paradoxul e că densitatea energetică în volum e chiar mai bună decât la baterile LFP sau litiu-ion!

Tehnologia noii baterii CO2, e genial de simplă, în esenţă, şi are la bază un sistem termodinamic închis, care fac uz inteligent şi complex de proprietăţile unice ale CO2-ului, care-i permit acestui gaz să fie comprimat în formă de lichid la temperaturi atmosferice, cu aplicarea presiunii corecte. Alte gaze au de obicei nevoie de temperaturi joase, criogenice, pentru a fi transformate în lichid, iar aducerea lor la asemenea temperaturi necesită multă energie adiţională, care fac sistemele iraţionale din punct de vedere al randamentului. CO2-ul, însă, poate fi presurizat în formă lichidă şi păstrat la o presiune de 70 bari.

La etapa iniţială a ciclului, CO2-ul aflat în formă gazoasă nepresurizată, într-un rezervor de volum mare, de unde este preluat treptat şi transportat spre partea activă a circuitului termodinamic. Acea parte activă conţine un compresor unde CO2-ul e comprimat, însă în procesul comprimării sale creşte şi temperatura, exact ca la o pompă de căldură. CO2-ul fierbinte trece ulterior printr-o unitate de captare a căldurii, care preia şi stochează căldură CO2-ului, trimiţându-l pe acesta în formă lichid mai departe pentru stocare în rezervoare. Această parte a tehnologie asigură, practică, încărcarea bateriei, preluând din reţea producţia în surplus a energiei regenerabile, de exemplu. În tot acest proces se consumă electricitate pentru compresorul care presurizează gazul şi-l transformă în lichid, şi pompele care asigură circuaţia în sistem. În rezultat se obţine CO2 lichid stocat, dar şi căldură în unitatea de stocare.

Foto: Schema bateriei CO2 în regim de încărcare

Atunci când e nevoie ca bateria să se descarce şi să trimită electricitate în reţea, CO2-ul lichid începe a fi eliberat din rezervoare şi ajunge în acel schimbător de căldură care a preluat iniţiat căldura şi a stocat-o. CO2-ul încălzit, care mai era şi presurizat, se transformă în gaz cu o energie imensă, care e direcţionat spre o turbină cu abur, care e propulsată de acest CO2 gazos şi care generează electricitate. CO2-ul care a propulsat deja turbina merge pe circuit mai departe în formă gazoasă, la temperatură normală şi e stocat din nou în rezervorul mare pentru CO2 gazos, de unde va fi mai apoi preluat pentru un nou ciclu. CO2-ul folosit e situat astfel într-un circuit termodinamic închis şi nu părăseşte sistemul.

Foto: Schema funcţionării bateriei de CO2 în regim de descărcare şi livrare de electricitate

Pentru că e implicată şi stocarea de căldură în ecuaţie, bateria e cea mai eficientă dacă funcţionează într-un ciclu de încărcare şi descărcare de până la 24 ore, dar asta nu e o problemă, pentru că majoritatea centralelor actuale de baterii au cicluri similare în viaţa reală, încărcând pe timpul zilei, spre exemplu, şi descărcând în reţea pe timpul serii. Genialitatea noii baterii CO2 este în lipsa oricăror materiale rare din acest sistem şi lipsa degradării capacităţii de stocare în timp.

Mai mult ca atât, densitatea energetică e excepţională, raportată în volum. Dacă o baterie litiu-ion are o capacitate cuprinsă între 250 şi 700 Wh/litru de volum, deci între 0,25 kWh şi 0,7 kWh per litru de volum, atunci bateria CO2 a italienilor stochează 51,3 kWh de electricitate într-un volum de 1 litru de CO2 lichid! Raportată la kilograme, densitatea energetică e la fel de excepţională — 1 kg de CO2 lichid stocând 66,7 kWh de electricitate. Asta e o capacitate comparabilă cu cea a bateriei lui Hyundai Ioniq 6, de exemplu! Şi dacă la o baterie litiu-ion de maşină e nevoie de 1 kg de CO2 lichid! Dar, sigur, nu sunt luate în calcul şi celelalte componente din sistem, care asigură transformarea CO2-ului lichid în electricitate.

Foto: Compresorul din componenţa bateriei de CO2

Între timp, după atâtea teste şi monitorizări din ultimul an, italienii au anunţat şi randamentul bateriei lor de CO2, care e de 75%. Deci, la 100 kWh de electricitate consumată la încărcare, se obţin 75 kWh înapoi. Aşadar, e un randament mai mic decât la hidrocentralele prin pompare, spre exemplu, care au 77-80%, însă e o diferenţă mică. Centralele cu baterii litiu-ion sau LFP pot avea circa 90-93% randament, însă ele degradează în timp şi au o durată de viaţă limitată.

Cândva, italienii promiteau că şi costul bateriei lor va fi mai mic, de circa 50-60% faţă de centralele de baterii, dar primul proiect are un buget foarte mare, care e asigurat acum de fondul european Breakthrough Energy Catalyst şi Banca Europeană de Investiţii. Bateria construită în Sardinia va avea 20 MW putere şi 200 MWh capacitate de stocare, deci bateria se va putea descărca în 10 ore, furnizând 20 MW în sistem. Pentru comparaţie, ca să se asigure o capacitate de stocare de 200 MWh cu baterii Tesla Megapack, ar fi nevoie de 80 milioane de dolari. Deci, chiar dacă primul proiect costă mai scump, tot e mai ieftin decât Tesla Megapack.

Italienii au anunţat că odată ce au acum finanţarea asigurată, demarează construcţiile imediat, iar în trimestrul 3 al anului 2024 prima baterie CO2 din lume va fi operaţională.

ŞTIRI DE CARE AŢI PUTEA FI INTERESAT