Pernah bertanya-tanya mengapa ada begitu sedikit pemadaman listrik di Amerika Serikat? Ini secara efektif bermuara pada hal ini: pembangkit listrik selalu menghasilkan lebih banyak kekuatan daripada yang diminta orang.
Konten terkait
- Mengisi Depan: Masa Depan Baterai
- Lima Pertanyaan Yang Seharusnya Anda Miliki Tentang Bank Baterai Baru Tesla-Kalifornia
Segera setelah listrik diproduksi, elektron mengalir melalui saluran listrik ke rumah-rumah, bisnis, sekolah, dan rumah sakit — di mana pun ia diminta. Lebih banyak listrik yang dihasilkan daripada yang diharapkan oleh operator jaringan, sehingga ketika Anda membalik sakelar, lampu akan menyala.
Terlepas dari apakah Anda benar-benar menyalakan lampu, pembangkit listrik menjaga turbin mereka tetap berputar, siap untuk mengirim daya ke jaringan pada saat itu juga.
Masalah kelebihan kapasitas pembangkit listrik ini menjadi lebih buruk di malam hari ketika permintaan sangat rendah, dan perbedaan antara jumlah daya yang dibutuhkan dan tersedia bahkan lebih besar. Ini menghambat penggunaan beberapa energi terbarukan, khususnya tenaga angin, yang sebagian besar berjalan di malam hari ketika angin paling kuat (dan ketika orang menggunakan lebih sedikit listrik). Singkatnya, banyak listrik, dan yang terpenting, listrik bersih, diproduksi pada waktu yang salah.
Di situlah penyimpanan energi masuk. Menyimpan energi saat dibuat dan melepaskannya saat diperlukan membantu menjaga jaringan tetap andal dan membuka jalan untuk memperkenalkan energi terbarukan yang terputus-putus seperti angin dan matahari ke dalam campuran.
Perusahaan-perusahaan energi dan teknologi telah berupaya mengatasi ketidaksesuaian pasokan / permintaan selama bertahun-tahun, dan baterai telah muncul sebagai pesaing utama untuk menyimpan listrik. Tesla Inc., misalnya, menginvestasikan lebih dari $ 600 juta dalam Gigafactory-nya di Nevada untuk menghasilkan sejumlah besar baterai lithium ion.
Tetapi satu perusahaan listrik Alabama telah menemukan tempat yang berbeda untuk menempatkan sejumlah besar energi berlebih - di gua-gua garam. Setengah mil di bawah tanah, sebuah gua garam yang sesuai dengan Patung Liberty memiliki sumber daya yang paling berguna dari Koperasi Energi Selatan: udara.
Selama 25 tahun, koperasi telah menguasai seni dan ilmu tentang mengompresi udara, menyimpannya di gua garam di bawah bumi, dan menggunakannya untuk menghasilkan listrik. Pembangkit Listrik McIntosh di McIntosh, Alabama, adalah satu-satunya fasilitas Penyimpanan Energi Udara Terkompresi (CAES) skala utilitas di Amerika Serikat, dan salah satu dari segelintir di dunia.
Di malam hari, saat Anda tidur dan peralatan Anda beristirahat, pabrik menggunakan listrik berlebih dari jaringan untuk mengompres udara dan memompanya di bawah tanah ke dalam gua garam kedap udara.
"Garam adalah mekanisme penyimpanan yang indah, " kata manajer pabrik McIntosh Lee Davis.
Ini karena gua-gua menyediakan ruang yang besar dan tidak tembus cahaya. Udara terkompresi tetap terkompresi, dan oksigen di udara tidak bereaksi dengan garam.
Di sana udara disimpan pada tekanan antara 650 dan 1058 PSI, sekitar sepersepuluh dari tekanan sumur minyak bertekanan tinggi.
Ketika orang membutuhkan energi di siang hari, udara dilepaskan ke unit gas alam di tempat, yang dipanaskan dengan gas alam, membakar dan menghasilkan aliran gas yang lebih panas yang mengubah turbin dan menghasilkan listrik.
Dari atas, pabrik McIntosh terlihat seperti pembangkit listrik gas alam standar, tetapi langsung setengah mil di bawah permukaan terdapat mekanisme penyimpanan energi yang unik. (Sumber Daya Koperasi Energi Selatan) Udara terkompresi adalah unsur utama dalam menghasilkan listrik di semua pabrik gas; itu adalah komponen penting yang membuat pembakaran gas, menghasilkan aliran gas yang memutar turbin. Di pembangkit gas alam biasa, membuat udara bertekanan adalah bagian paling intensif energi dari menjalankan pembangkit — lebih dari setengah energi yang dihasilkan oleh turbin hanya dimasukkan kembali ke dalam sistem untuk mengompresi udara.
Tetapi pabrik McIntosh CAES mampu mengompres udara secara independen dari proses produksi daya, ketika itu paling ekonomis untuk melakukannya, karena memiliki tempat untuk menyimpannya - tambang garam. Pabrik memiliki cukup udara yang tersimpan untuk membantu turbin 110 megawatt menghasilkan daya selama 26 jam, memberi daya hingga 110.000 rumah.
Dengan mengompresi udara di malam hari ketika listrik murah dan berlimpah, alih-alih menggunakan output turbin untuk kompresi, pembangkit menggunakan lebih sedikit gas alam untuk menghasilkan jumlah listrik yang sama. Ini juga memungkinkan sumber listrik yang bersih digunakan untuk kompresi.
Sementara pabrik McIntosh saat ini tidak bekerja secara langsung bersamaan dengan tanaman terbarukan, itu pasti bisa, dan itulah ide kuncinya. Listrik yang digunakan untuk mengompresi udara dapat dihasilkan oleh turbin angin, seperti yang direncanakan untuk The Bethel Energy Center di Texas Barat. Apex CAES LLC telah mengumpulkan $ 100 juta untuk Center, yang, jika dikembangkan, akan menjadi fasilitas garam CAES ditambah dengan angin. Pusat ini berencana untuk menggunakan listrik yang dihasilkan oleh turbin angin terdekat di malam hari untuk mengompres udara, dan memberi makan udara ke turbin gas di siang hari.
Mengingat pabrik gas alam sedang meningkat di seluruh negeri, penyimpanan energi udara terkompresi menyediakan cara untuk mengintegrasikan energi terbarukan dan akhirnya membakar lebih sedikit gas.
Namun, udara terkompresi bukanlah obat mujarab. Sementara pabrik gas alam relatif murah untuk dibangun dan dioperasikan, harga gas alam yang rendah juga berarti ada lebih sedikit insentif untuk mengeksplorasi alternatif bagi pabrik, atau memasang opsi yang menghemat gas.
Dengan biaya gas alam yang rendah dan risiko terlibat dalam penggelaran teknologi yang relatif baru, yang memiliki beberapa proyek sesuai namanya, sulit untuk membuat angka untuk CAES. Proyek Pusat Energi Bethel telah dikembangkan sejak 2011, dan belum mengumpulkan tambahan modal $ 400 juta yang dibutuhkan.
"Sesuatu yang baru dan berbeda tidak mudah didapat, " kata Apex CAES COO Stephen Naeve.
Proyek uji lainnya telah gagal karena tingginya biaya pengembangan — mulai dari biaya membuang air garam yang dibuat selama proses penambangan hingga risiko menjelajahi lokasi yang mungkin secara geologis tidak cocok. Mengenai persaingan penyimpanan, baterai dalam banyak hal lebih fleksibel karena mereka dapat ditempatkan lebih dekat ke tempat permintaan daya, meskipun menurut Apex, baterai (setidaknya untuk saat ini) secara signifikan lebih mahal dalam jangka panjang.
Tetapi Koperasi Tenaga Selatan Energi masih akan senang berbicara garam dengan beberapa sekutu CAES lainnya. Memang, fasilitas McIntosh telah menarik pengunjung dari California, Utah, New York, dan Idaho.
Jika garam adalah cara untuk membuat pabrik gas lebih efisien dan memanfaatkan energi terbarukan, silakan berikan garam.
Catatan Editor: Versi yang lebih awal dari artikel ini awalnya salah menyatakan bahwa lebih banyak kekuatan dikirim ke grid daripada yang diminta, di situlah ia terbuang. Bahkan, kelebihan energi terbuang sebelum dikirim ke jaringan melalui sejumlah proses. Smithsonian.com menyesali kesalahannya.
