Kako bi neboderi mogli da se pretvore u ogromne gravitacione baterije?

Njihova ideja je sasvim jednostavna: višak obnovljive energije može se uskladištiti kao potencijalna energija, tako što će se koristiti za podizanje nečeg teškog na višu tačku. Ta energija se zatim može osloboditi upotrebom gravitacije za pokretanje neke vrste generatora. Istraživači sa Međunarodnog instituta za primijenjenu sistemsku analizu (IIASA) u Beču, sagledali su visinu i lokaciju nebodera i vidjeli ogromnu količinu unaprijed izgrađenih skladišta energije koja čeka da bude otključana.

Mnogi sistemi liftova u visokim zgradama su dizajnirani sa regenerativnim kočionim sistemima koji mogu sakupljati energiju dok se lift spušta, tako da se na njih efektivno može gledati kao na unaprijed instalirane generatore energije. Lift Energy Storage System (LEST) upotrebljavao bi postojeće sisteme liftova, kao i prazne prostore u cijeloj zgradi, naročito one blizu vrha i dna. Zato bi bilo jeftino da se ovaj sistem naknadno ugradi u zgradu, u poređenju sa izgradnjom namjenskog sistema gravitacionih baterija bilo gdje drugdje.

LEST bi koristio svaki zastoj lifta za pomjeranje teških predmeta - poput velikih kontejnera sa vlažnim pijeskom - sa dna zgrade na vrh, kada je višak obnovljive energije dostupan, odnosno od vrha do dna, kada se ta energija može iskoristiti ili prodati nazad u električnu mrežu.

Istraživači smatraju da je za ovakav sistem potrebno napraviti seriju autonomnih robota koji bi unosili i iznosili tegove iz liftova. Oni se mogu čuvati duž hodnika, u praznim stanovima i kancelarijama ili u namjenskim prostorijama ako se zgrada planira imajući u vidu ovaj sistem. Za to bi mogao poslužiti i rezervni polusprat pri vrhu ili dnu zgrade, jer ne bi bilo potrebno da ima dovoljno visok plafon da bi ljudi mogli da hodaju okolo.

Tegovi ne treba da budu glomazni da ne bi spriječili ljude da uđu u lift sa njima, a roboti se mogu programirati da izađu ako putnici uđu u lift, kako ga ne bi previše opteretili. Algoritmi mogu da odrede najprikladnije vrijeme za podizanje težine i za prikupljanje uskladištene energije, a da se ne produži uobičajeno čekanje lifta.

U studiji objavljenoj u časopisu Energy, istraživači navode da najsavremeniji sinhroni pametni liftovi sa trajnim magnetima i motorima mogu da rade sa efikasnošću od blizu 92%, kada su liftovi potpuno napunjeni i podešeni da se spuštaju optimalnom brzinom za proizvodnju energije. Ako su velike količine energije potrebne brzo, liftovi se mogu podesiti da se spuštaju brže, uz smanjenje efikasnosti. Ovaj sistem bi mogao postati još efikasniji kada je uparen sa sistemom magnetnog lifta bez kablova, u stilu Vilija Vonke, kao što je Thysenkrupp višestruki lift.

Postoji mnogo drugih tehnologija za skladištenje energije na nivou mreže koje su u razvoju, ali LEST ima neke jedinstvene karakteristike. Ono što je najbitnije, nalazi se usred gradova koje opslužuje, koristeći postojeća svojstva najviše infrastrukture poznate čovjeku, što u velikoj mjeri smanjuje ulaganja. Potrebno je samo obezbijediti robote i tegove, programirati lift i posao je završen.

LEST neće moći da odgovori na iznenadne skokove potražnje tako brzo ili pouzdano kao veliki sistem baterija, ali bi zato mogao da akumulira veliku količinu energije tokom ljeta i postepeno je oslobađa tokom zime.

Svaka zgrada mora biti proučena zasebno. Koliku težinu mogu da izdrže gornji spratovi i postoji li mjesto za postavljanje ovih kutija tako da one ne zauzimaju hodnike i smetaju stanarima?

Ako bi se za čuvanje tegova i robota koristio prazan stan treba razmišljati o ekonomičnosti, s obzirom na tradicionalno visoke cijene zakupa stanova i kancelarija na gornjim spratovima, odnosno parking mjesta u garaži zgrade.

Ipak, to je dobro razmišljanje i izuzetno jeftina opcija ako se projekcije tima održe. Troškovi skladištenja energije instaliranog kapaciteta LEST-a se procjenjuju na između 21-128 USD po kWh, što u velikoj mjeri zavisi od visine zgrade. Poređenja radi, Nacionalna laboratorija za obnovljivu energiju procijenila je trošak instaliranog kapaciteta četvorosatnih baterijskih sistema na 345 dolara po kWh u 2020. godini i pretpostavka je da neće pasti ispod 100 USD po kWh do kasnih 2040-ih.

Tim IIASA procenjuje da bi trenutna svjetska proizvodnja nebodera mogla biti pretvorena u 30 do 300 gigavat-sati skladištene energije, čiji bi maksimum bio dovoljan da se čitav Njujork snabdijeva energijom oko mjesec dana po trenutnim stopama potrošnje. To bi svakako mogao biti značajan doprinos.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Energy.