Bár a megújuló energiáról, pontosabban a napenergiáról és a szélenergiáról már tudjuk, hogy megbízhatóan lehet rájuk számítani, a megtermelt áram tárolása egyelőre komoly problémákat okoz. Az elektromos áramot ugyanis egyelőre nem tudjuk túl hatékonyan megőrizni, a fizika törvényei miatt ugyanis jelentős veszteséggel jár, ha akkumulátorokban hosszú időn át tároljuk az energiát, de az is gondot jelent, hogy az áramot nem lehet akármekkora távolságokra elszállítani, így hiába termel a világ egyik része rengeteg napenergiát, ha abból nem jut a távolabbi területekre.
A nap-, és szélenergia az előttünk álló években várhatóan átveszi a főszerepet a fosszilis energiahordozóktól (Fotó: Lawrence Livermore National Laboratory)
Ráadásul, ahogy az életünk egyre több területén jelennek meg a digitális és elektronikus eszközök, annál több energiára lesz szükségünk. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség (IAEA) számításai szerint 2050-re a világ jelenlegi áramtermelését meg kellene duplázni, hogy az egyre növekvő számú elektromos autót, okosotthont és okos várost el lehessen látni.
Az energia tárolására léteznek kreatív megoldások és elképzelések, egy magyar startup például az egyre nagyobb számú elektromos autót használná mozgó energiatárolónak, egy kaliforniai vállalkozás azonban egészen más módon képzeli el a probléma megoldását.
A Wired számolt be az Energy Vault nevű projektről, amely első ránézésre egy építkezés és egy kortárs művészeti installáció metszéspontjában található. Hatalmas darukról van szó, amelyek óriási méretű, darabonként 35 tonnás betontömböket húznak fel 75 méteres magasságba. Ha energiára van szükség, egyszerűen kiengedik a daruk fékeit, a tömbök pedig körülbelül 30 másodperc alatt leereszkednek a talajra. A gravitációnak köszönhetően ezzel generátorokat hoznak működésbe, így minden egyes betontömb nem kevesebb, mint 1 megawatt energiát képes termelni. Ezzel körülbelü 1000 háztartás igényeit lehet kiszolgálni. Ráadásul a svájci Arbedo-Castione városa mellett felépített Energy Vault csupán prototípus, az elképzelések szerint a teljes méretű változat akár hétezer tömböt is tartalmazhat, amellyel akár több ezer otthont lehet energiával ellátni, nyolc órán át.
A darus megoldással ott is épülhetnek energiatárolók, ahol a földrajzi viszonyok nem teszik lehetővé vízierőművek építését (Fotó: Energy Vault)
Felmerül a kérdés, hogy a betontömbök hogyan jutnak fel a magasba. Természetesen ehhez is energiára van szükség, azonban a megújuló források sajátosságai miatt ez megoldható akkor, amikor egyébként is túltermelés van, hiszen ilyenkor az a mennyiség, amit a tömbök mozgatására fordítanak, kárba veszne.
Az ötlet egy Bill Gross nevű kaliforniai vállalkozó fejéből pattant ki, még 2009-ben, igaz, akkor még egy picit máshogyan: egy sílifthez hasonló szerkezettel murvát tartalmazó hatalmas zsákokat juttattak fel egy domb tetejére, amelyek onnan leereszkedve hozták működésbe a generátorokat. Az akkor még Energy Cache nevű startup fel is építette a rendszer prototípusát, a vállalkozás azonban bedőlt, mert a befektetők nem láttak benne fantáziát. 2010 és 2016 között azonban a napenergia ára kilowattóránként 38 centről 11 centre csökkent, Gross pedig ekkor úgy döntött, újragondolja az ötletet.
Az újratervezésbe bevonta Andrea Pedretti építőmérnököt, aki megtervezte az Energy Vault rendszerét. Az elképzelés az volt, hogy az úgynevezett pumpált vízzel működő hidroelektromos áramtermeléshez hasonló módszer jöjjön létre, amelyhez azonban nincs szükség hatalmas víztározókra és jelentős tengerszint feletti magasságra sem. Pedretti 2017-ben 5000 euróért vásárolt egy régi darut, hogy azzal kezdjenek kísérletezni, amikor pedig az első tesztek sikeresnek bizonyultak, már tudták, hogy megtalálták a megoldást. A daruk viszonylag olcsók - a hatalmas, rengeteg betont igénylő víztározókkal szemben - ráadásul a világ minden táján könnyen elérhetőek, így nincs akadálya, hogy olyan helyeken is létesüljenek energiatárolók, ahol más módon ezt nem lehetne megoldani.
Még az év októberében megalakult az Energy Vault, amely folytatta a fejlesztést. Hamar rájöttek, hogy a rendkívül nehéz betontömbök megtartásához jelentős alapozásra lenne szükség, ráadásul, a szabadon lógó tömbökket az időjárás viszontagságai is kikezdenék. A végső megoldást egy toronyházhoz hasonló épület jelentette, amelyben a tömböket már nem daruk, hanem az automata parkolóházakhoz hasonló platformok emelik a magasba, ahol azok egészen addig pihenhetnek, amíg nincs szükség a generátorok megpörgetésére.
Ennek a rendszernek az egyetlen hátránya a viszonylag nagy helyigény, azonban ez nem jelent problémát, ha például a sivatag közepén álló napelem-farm mellé telepítik az energiatárolókat. Óriási előnye viszont, hogy a betontömbök viszonylag könnyen előállíthatóak az építkezések helyszínén, sőt, az alapok kiásása során gyakorlatilag létre is jön az alapanyag, amit némi kötőanyag felhasználásával máris munkára lehet fogni. Mindezt ráadásul rendkívül gyorsan: az említett, Arbedo-Castione mellett álló telepen már üzemel egy speciális prés, amely körülbelül 15 perc alatt tud létrehozni egy-egy újabb tömböt.
Hasonló megoldásban utazik a skóciai Gravitricity, amely azonban nem tornyokat épít, ahová fel lehet húzni a betontömböket, hanem elhagyott bányák mélységét használja ki hasonló célra. A cég tavaly áprilisban már tesztelt egy 15 méter mélységű prototípust, az első kereskedelmi célú egységet pedig Csehországban tervezik beüzemelni a közeli jövőben.
Ezzel megkezdődhet a gravitációs energia korszaka, különösen, hogy az Energy Vault - amelyet nemrég 1,1 milliárd dollárra értékeltek - már nyolc potenciális ügyféllel kötött megállapodást. A céget Bill Gates is "izgalmas vállalkozásnak" nevezte.
Kíváncsian várjuk, hogyan teljesítenek majd ezek a gravitációs "erőművek", mivel a Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) adatai szerint a szél-, és napenergia 2023-ra népszerűbb lesz a földgáznál, 2024-re a szénerőműveknél, 2025-re pedig világszerte ezekből a megújuló forrásokból érkezik majd a legtöbb energia.
"Technológiai szempontból ez a legjobb lehetőségünk" - mondta Dharik Mallapragada, a Massachusetts Institite of Technology energiatermeléssel foglalkozó kutatója.
Annyi szél-, és naperőművet kell üzembe helyeznünk, amennyit csak lehet
- tette hozzá.
Ehhez pedig szükség lesz megbízható energiatároló megoldásokra is.