Гравитация как способ избавиться от недостатков чистой энергии
Найти зеленую энергию, когда ветер спокоен, а небо затянуто облаками, было непростой задачей. Хранение его в гигантских бетонных блоках может быть ответом.
В швейцарском долина, необычный многорукий кран поднимает высоко в воздух два 35-тонных бетонных блока. Блоки осторожно поднимаются по синей стальной раме крана, где они подвешены с обеих сторон горизонтального рычага шириной 66 метров. Всего имеется три рычага, в каждом из которых размещены тросы, лебедки и захватные крюки, необходимые для подъема еще одной пары блоков в небо, что придает аппарату вид гигантского металлического насекомого, поднимающего и укладывающего кирпичи со стальными сетками. Хотя высота башни составляет 75 метров, она легко затмевается лесистыми склонами Лепонтинских Альп южной Швейцарии, которые поднимаются со дна долины во всех направлениях.
Тридцать метров. Тридцать пять. Сорок. Бетонные блоки медленно поднимаются вверх с помощью двигателей, работающих на электричестве от швейцарской электросети. На несколько секунд они зависают в теплом сентябрьском воздухе, затем стальные тросы, удерживающие блоки, начинают разматываться, и они начинают свой медленный спуск, чтобы присоединиться к нескольким десяткам подобных блоков, сложенных у подножия башни. Именно для этого момента и был создан этот сложный танец из стали и бетона. По мере того, как каждый блок опускается, двигатели, которые поднимают блоки, начинают вращаться в обратном направлении, вырабатывая электричество, которое проходит по толстым кабелям, идущим вниз по боковой стороне крана, и попадает в электрическую сеть. За 30 секунд, в течение которых блоки опускаются, каждый из них вырабатывает около одного мегаватта электроэнергии: достаточно для питания примерно 1000 домов.
Эта башня является прототипом швейцарского энергетического хранилища, одного из ряда стартапов, которые находят новые способы использования силы тяжести для выработки электроэнергии. Полноразмерная версия башни может содержать 7000 кирпичей и обеспечивать достаточное количество электроэнергии для питания нескольких тысяч домов в течение восьми часов. Хранение энергии таким образом может помочь решить самую большую проблему, стоящую перед переходом на возобновляемую электроэнергию: найти способ с нулевым содержанием углерода поддерживать свет включенным, когда ветер не дует и солнце не светит. «Самое большое препятствие, с которым мы сталкиваемся, - получение недорогого хранилища», - говорит Роберт Пикони, генеральный директор и соучредитель Energy Vault.
Без способа обезуглероживания мирового электроснабжения мы никогда не достигнем чистого нуля выбросов парниковых газов к 2050 году. Производство электроэнергии и тепла составляет до четверти всех глобальных выбросов и, поскольку почти каждая деятельность, которую вы можете себе представить, требует электричества, очистка электросетей имеет огромные побочные эффекты. Если наше электричество станет более экологичным, то же самое произойдет и с нашими домами, промышленными предприятиями и транспортными системами. Это станет еще более важным по мере того, как все больше частей нашей жизни будут электрифицированы— особенно отопление и транспорт, которые будет трудно обезуглеродировать каким-либо другим способом. По данным Международного агентства по атомной энергии, ожидается, что вся эта электрификация удвоит производство электроэнергии к 2050 году. Но без простого способа хранить большое количество энергии, а затем высвобождать ее, когда она нам понадобится, мы никогда не сможем отказаться от нашей зависимости от грязных, загрязняющих окружающую среду электростанций, работающих на ископаемом топливе.
Именно здесь на помощь приходит накопление гравитационной энергии. Сторонники этой технологии утверждают, что гравитация обеспечивает простое решение проблемы хранения. Вместо того, чтобы полагаться на литий-ионные батареи, которые со временем разлагаются и требуют редкоземельных металлов, которые необходимо выкапывать из земли, Пикони и его коллеги говорят, что гравитационные системы могут обеспечить дешевый, обильный и длительный запас энергии, который мы в настоящее время упускаем из виду. Но чтобы доказать это, им нужно будет создать совершенно новый способ хранения электроэнергии, а затем убедить отрасль, которая уже делает все возможное для литий-ионных батарей, в том, что будущее хранения связано с падением чрезвычайно тяжелых грузов с большой высоты.
Испытательный полигон Energy Vault находится в небольшом городке Арбедо-Кастионе в Тичино, самом южном из 26 кантонов Швейцарии и единственном, где единственным официальным языком является итальянский. Предгорья Швейцарских Альп-подходящее место для запуска гравитационного хранилища энергии: В нескольких минутах езды на восток от офисов Energy Vault вы окажетесь у плотины Контра, бетонного сооружения, ставшего знаменитым в первой сцене GoldenEye, где Джеймс Бонд прыгает на тарзанке с 220-метровой дамбы, чтобы проникнуть на сверхсекретный советский объект по производству химического оружия. К северу от Арбедо-Кастионе еще одна возвышающаяся плотина перекрывает верхнюю долину Бленьо, сдерживая воды водохранилища Луццоне.
Вода и высота—Швейцария обладает обоими этими ресурсами в изобилии, именно поэтому страна была одним из первых пионеров старейшего и наиболее широко используемого крупномасштабного хранилища энергии на планете: гидрокачки. На самом севере Швейцарии находится старейшее действующее гидроагрегатное сооружение в мире. Гидроэлектростанция Engeweiher, построенная в 1907 году, работает в том же базовом помещении, что и башня энергетического хранилища. Когда электроснабжение в изобилии, вода закачивается вверх из близлежащего Рейна, чтобы заполнить резервуар Энгевайхера объемом 90 000 кубических метров. Когда спрос на энергию достигает максимума, часть этой воды выделяется через ряд вентилей и опускается на гидроэлектростанцию, где движение воды вниз вращает лопасти турбины и вырабатывает электроэнергию. В настоящее время Энгевайхер является местным местом красоты, популярным среди любителей бега трусцой и выгула собак из близлежащего города Шаффхаузен, но гидрокачка прошла долгий путь с начала 20-го века. Более 94 процентов из крупномасштабных хранилищ энергии в мире используется гидроэлектростанция, большая часть которой была построена в период с 1960-х по 90-е годы для использования дешевой электроэнергии, производимой атомными электростанциями, работающими в одночасье.
Простота перекачиваемой воды сделала ее очевидной отправной точкой для Билла Гросса, серийного предпринимателя и основателя калифорнийского стартап - инкубатора Idealab. «Я всегда хотел найти способ сделать то, что я считал искусственной плотиной. Как мы можем взять свойства плотины, которые так велики, но построить ее там, где мы хотим?» - говорит он. Хотя новые гидроэлектростанции с перекачкой все еще строятся, технология имеет некоторые большие недостатки. На планирование и строительство новых проектов уходят годы, и они работают только в тех местах, где много высоты и воды. Гросс хотел воссоздать простоту гидрокачки, но таким образом, чтобы хранилище можно было построить, где угодно. В 2009 году он стал соучредителем стартапа Energy Cache, который планировал накапливать энергию, поднимая мешки с гравием по склонам холмов с помощью оборудованного подъемника. Гросс и его соучредитель Аарон Файк в конце концов построили небольшой прототип устройства в 2012 году на склоне холма в Ирвиндейле, штат Калифорния, но они изо всех сил пытались найти клиентов, и вскоре после этого стартап закрылся. «В течение многих лет я думал об этом. Я был опечален этим», - говорит он. «Но я продолжал думать, что настоящая вещь, которой должно обладать хранилище энергии, заключается в том, что вы должны иметь возможность размещать его там, где захотите». В то время как Гросс размышлял о своем неудачном запуске, аргументы в пользу накопления энергии только укреплялись. В период с 2010 по 2016 год стоимость солнечной электроэнергии выросла с 38 центов (28 пенсов) за киловатт-час всего до 11 центов. Гросс пришел к убеждению, что, возможно, пришло время вернуться к своей идее гравитационного хранилища с новым запуском и новым дизайном. И он точно знал, кого хочет построить.
Андреа Педретти имеет опыт строительства невероятных сооружений. В строительной фирме своей семьи в Тичино он помог построить главную сцену для ежегодного джазового фестиваля в Конгсберге в Норвегии: 20-метровое плавающее ПВХ-одеяло с выпуклым рожком, который изливает звук на городскую площадь. В 2016 году Педретти позвонил Гросс и попросил его помочь спроектировать конструкцию совсем другого типа: накопитель энергии, который мог бы воссоздать гидрокачку без необходимости в горах. Пара начала набрасывать приблизительные идеи для конструкций, подсчитывая, сколько будет стоить строительство каждой из них, и обсуждая проекты во время частых звонков между Тичино и Калифорнией. «[Гросс] всегда одержим снижением стоимости всего—он очень хорош в этом», - говорит Педретти, ныне главный технический директор Energy Vault. Одна из их первых конструкций имела форму резервуара со стальными стенками высотой 100 метров и шириной 30 метров, где вода закачивалась наверх, а затем выпускалась, чтобы снова опуститься на дно, вращая турбину, соединенную с генератором. Позже они подумали о том, чтобы построить серию приподнятых пластиковых желобов, которые будут наклоняться, когда вода будет падать между уровнями. Ни один из проектов не снизил стоимость достаточно низко, поэтому Педретти и Гросс вернулись к одной из своих самых первых идей: использовать кран для подъема и опускания грузов. Краны дешевы, а технологии есть везде, рассуждал Педретти. Таким образом, им не пришлось бы изобретать велосипед только для того, чтобы воплотить свою идею в жизнь.
Однако самой сложной частью было бы найти способ автономно поднимать и складывать грузы. Система хранения будет работать путем укладки тысяч блоков концентрическими кольцами вокруг центральной башни, что потребует точного размещения блоков с точностью до миллиметра и возможности компенсации ветра и эффекта маятника, вызванного тяжелым весом, качающимся на конце кабеля. На демонстрационной башне в Арбедо-Кастионе тележки, на которых закреплены тросы, поднимающие кирпичи, перемещаются взад и вперед, чтобы компенсировать это движение; доска в офисе Педретти в Уэстлейк-Виллидж, Калифорния, до сих пор покрыта уравнениями, которые он использовал, чтобы найти лучший способ плавно поднимать и складывать блоки.
В июле 2017 года Педретти вышел в Интернет и купил 40-летний кран за 5000 евро. «Он был ржавым, но все было в порядке. Это сделало свою работу», - говорит он. Вместе со своим коллегой из Energy Vault Джонни Зани он заменил электронику крана и установил его в городе Биаска, к северу от нынешнего испытательного полигона Energy Vault. Для своего первого тестирования программного обеспечения они проинструктировали кран поднять мешок с грязью и переместить его в определенную точку на небольшом расстоянии. «Это было удивительно—это сработало в первый раз. Этого никогда не случится! Он принял вес, переместил его и остановил ровно в десяти метрах», - говорит Педретти. Неделю спустя они поменяли мешок с землей на стопку ярко-синих бочек и сняли на видео, как кран укладывает бочки. «Это было видео, которое в основном положило начало компании», - говорит Педретти.
К октябрю 2017 года Energy Vault официально стала компанией, генеральным директором которой стал Роберт Пикони, бывший руководитель здравоохранения и еще один сотрудник Гросса. Теперь им предстояло убедить инвесторов в том, что их 40-летний кран - только начало компании, которая может помочь решить растущую в мире дилемму с возобновляемыми источниками электроэнергии.
Мы переживаем революцию в производстве электроэнергии. Во многих частях мира эпоха сжигания ископаемого топлива для производства электроэнергии подходит к концу. В 2020 году Великобритания провела рекордные 67 дней без запуска одной из немногих оставшихся угольных электростанций, что является ошеломляющим достижением для страны, которая менее 10 лет назад производила треть своей электроэнергии из угля. С 2010 года быстрое внедрение ветра и солнечной энергии привело к увеличению доли мировой электроэнергии, производимой за счет возобновляемых источников энергии, с 20 процентов до чуть менее 29 процентов. По данным Международного энергетического агентства, к 2023 году общая установленная мощность ветра и солнца превысит мощность природного газа. К 2024 году он превзойдет уголь, а через год возобновляемые источники энергии в целом станут единственным крупнейшим источником производства электроэнергии в мире. «Если мы серьезно относимся к попыткам справиться с изменением климата, нам лучше оказаться в ситуации, когда мы движемся к системе с высоким проникновением возобновляемых источников энергии», - говорит Дхарик Маллапрагада, научный сотрудник Энергетической инициативы Массачусетского технологического института. «Это наша лучшая карта с технологической точки зрения. Просто разместите в системе как можно больше ветра и солнца, насколько это возможно».
Гонка за обезуглероживанием наших сетей ставит перед нами проблемы, с которыми мы раньше не сталкивались. Управление электросетью - процесс с высокой проводимостью, при котором производство электроэнергии должно быть всегда тщательно сбалансировано со спросом. Система всегда находится на грани опасного отклонения от равновесия. Вырабатывайте слишком много электроэнергии, и сеть выйдет из строя. Вырабатывайте слишком мало электроэнергии, и, в общем, сеть выйдет из строя. Именно это и произошло в Техасе в феврале 2021 года, когда на штат обрушился один из самых холодных зимних штормов за последние десятилетия. Техасцы бросились включать отопление и защищаться от таких низких температур, что трубопроводы, ведущие к газовым и атомным электростанциям, замерзли. Когда спрос вырос, а предложение резко упало в ранние часы 15 февраля, сотрудники диспетчерской Совета по надежности электроснабжения Техаса (ERCOT) отчаянно звонили коммунальным службам, прося их отключить питание своих клиентов. Миллионы техасцев на несколько дней остались без электричества. Некоторые умерли от переохлаждения внутри своих собственных домов, пока они ждали, когда электричество вернется в сеть. Через несколько дней после кризиса главный исполнительный директор ERCOT Билл Магнесс признал, что вся сеть находилась всего в «секундах и минутах» от неконтролируемого отключения, которое могло оставить десятки миллионов жителей без электричества на несколько недель.
Сети с высоким процентом энергии ветра и солнца подвержены внезапным колебаниям в подаче электроэнергии. Когда небо темнеет или ветер стихает, производство электроэнергии просто исчезает из сети, оставляя коммунальные службы для восполнения пробелов с использованием ископаемого топлива. Противоположная ситуация также создает проблемы. Около 32 процентов Большая часть электроэнергии в Калифорнии вырабатывается из возобновляемых источников, но в прохладные весенние дни, когда небо чистое и дует устойчивый ветер, этот показатель может вырасти почти до 95 процентов. К сожалению, пик солнечной энергии приходится примерно на полдень, за несколько часов до того, как спрос на электроэнергию достигнет своего наивысшего уровня, когда люди возвращаются домой с работы, включают кондиционер и телевизор. Поскольку солнечная энергия не вырабатывается поздно вечером, этот пиковый спрос обычно удовлетворяется газовыми электростанциями. Когда исследователи из Калифорнийского независимого системного оператора нанесли на график этот разрыв между производством солнечной энергии и пиковым спросом на энергию, они заметили, что линия прослеживает круглый живот и тонкую шею утки и окрестила одно из самых неприятных осложнений возобновляемых источников энергии «утиной кривой». Симпатичная кривая-такая проблема, что Калифорнии иногда приходится платить соседним штатам за то, чтобы они забирали у нее избыток солнечной энергии, чтобы избежать перегрузки своих линий электропередач. На Гавайях, где разница между пиковым производством солнечной электроэнергии и пиковым спросом еще более выражена, эта кривая имеет другое название: «кривая Несси».
Все эти проблемы сводятся к фундаментальной причуде электричества: его невозможно хранить. Искра электричества, произведенная на угольной электростанции, не может оставаться на месте; она должна куда-то уходить. Чтобы поддерживать сети в равновесии, сетевые операторы постоянно сопоставляют спрос и предложение, но чем больше энергии ветра и солнца вы добавляете в сеть, тем больше неопределенности вы вносите в этот балансирующий акт. Коммунальные службы защищаются от этого, сохраняя электростанции на ископаемом топливе поблизости, чтобы при необходимости отправлять надежную энергию. Накопление энергии предлагает один из способов выхода из этой ситуации. Преобразуя электрическую энергию в другую форму энергии—химическую энергию в литий-ионной батарее или гравитационную потенциальную энергию в одном из подвесных кирпичей Энергетического хранилища,—вы можете удерживать эту энергию и использовать ее именно тогда, когда она вам нужна. Таким образом, вы извлекаете больше пользы из возобновляемых источников энергии и уменьшаете потребность в резервном обеспечении электростанций на ископаемом топливе. «Это сдвиг, который должен произойти, и аккумуляторные технологии и накопление энергии в целом являются важной частью этого сдвига в сторону возобновляемых источников энергии», - говорит Алекс Холланд, старший технологический аналитик IDTechEx. Согласно с Bloomberg New Energy Finance, хранение энергии находится на грани экспоненциального роста: в отчете за 2019 год прогнозируется 122-кратное увеличение объема хранения к 2040 году, что потребует до полумиллиарда фунтов стерлингов новых инвестиций.
Даже когда его компания начала работу над проектом многоплечого крана в 2018 году, Пикони стало ясно, что следующая версия его системы хранения энергии потребует капитального ремонта. Для начала полномасштабная башня весила бы астрономическую сумму и требовала бы глубокого фундамента, чтобы поддерживать ее стабильность. Одни только блоки весили бы около 245 000 тонн—почти половину веса небоскреба Бурдж-Халифа в Дубае. Открытая конструкция также создавала потенциальные проблемы. Если бы снег попал в ловушку между двумя блоками, он мог бы превратиться в лед, что сделало бы невозможной укладку большего количества блоков. Песчаные бури могут оказаться аналогичным риском.
Чтобы решить эти проблемы, Пикони и его коллеги решили разместить свою гравитационную систему хранения внутри огромных модульных зданий—систему, которую они называют EVx. Каждое предлагаемое здание будет иметь высоту не менее 100 метров и содержать тысячи гирь. Избавление от крана упрощает логистику работы с таким количеством грузов. Вместо того, чтобы укладывать грузы точно концентрическими кругами, теперь их можно просто поднимать вертикально с помощью системы тележек и хранить на стойке в верхней части здания до тех пор, пока они не будут готовы снова опуститься. Конструкция также может быть изменена в зависимости от требований к хранению: длинное, но тонкое здание будет обеспечивать много энергии в течение относительно короткого периода времени, в то время как добавление дополнительной ширины здания увеличит промежуток времени, в течение которого оно может выделять энергию. Система мощностью в один гигаватт-час, которая могла бы обеспечить примерно достаточное количество энергии для питания около 100 000 домов в течение 10 часов, занимала бы площадь от 25 до 30 акров. «Я имею в виду, что он довольно массивный», - говорит Пикони, но он указывает, что системы, скорее всего, будут развернуты в местах, где нет недостатка в пространстве, в том числе вблизи существующих ветряных и солнечных электростанций. Система также привлекает интерес со стороны энергозатратных отраслей тяжелой промышленности, стремящихся использовать больше возобновляемых источников энергии. Одним из потенциальных клиентов является производитель аммиака на Ближнем Востоке, а другим-крупная горнодобывающая фирма в Австралии. Пикони говорит, что большинство клиентов купят систему хранения напрямую, но некоторые из них могут быть арендованы по ежемесячной модели хранения как услуги. До сих пор самые крупные сделки по энергетическому хранилищу заключались с крупными промышленными клиентами. «По мере развития событий, когда люди ищут альтернативы и [солнечная энергия] стала настолько низкой, эти промышленные приложения становятся очень интересными», - говорит Пикони.
Самый важный вопрос, стоящий перед Energy Vault, заключается в том, сможет ли он снизить стоимость своих зданий настолько, чтобы сделать гравитацию наиболее привлекательной формой хранения энергии. С 1991 года стоимость литий-ионных аккумуляторов упала на 97 процентов, и аналитики ожидают, что эта цена продолжит снижаться в ближайшие десятилетия. «Действительно, любая технология хранения данных должна конкурировать с литий-ионной, потому что литий-ионная технология находится на этой невероятной траектории снижения затрат», - говорит Оливер Шмидт, приглашенный исследователь из Имперского колледжа Лондона. В течение следующих двух десятилетий сотни миллионов электромобилей сойдут с производственных линий, и почти каждый из них будет содержать литий-ионный аккумулятор. В середине 2018 года гигафабрика Теслы производила более 20 гигаватт-часов литий—ионных аккумуляторов в год-больше, чем общее количество аккумуляторных батарей, установленных во всем мире. Бум в электромобилях приводит к снижению стоимости литий-ионных аккумуляторов, и накопление энергии идет на пользу.
Цены на системы Energy Vault, возможно, не должны были так сильно падать. На каждом объекте потребуется строительство нового здания, хотя Гросс говорит, что команда уже работает над способами сокращения затрат за счет сокращения количества необходимых материалов и автоматизации отдельных частей строительства. Одно из его преимуществ -э то вес. Несколько тысяч 30-тонных блоков в каждой системе EVx могут быть изготовлены из грунта со строительной площадки или других материалов, предназначенных для захоронения на свалке, плюс небольшое количество связующего. В июле 2021 года Energy Vault объявила о партнерстве с итальянской энергетической фирмой Enel Green Power для использования стекловолокна из выведенных из эксплуатации лопастей ветряных турбин в качестве части своих кирпичей. На своем испытательном полигоне в Арбедо-Кастионе он располагает кирпичным прессом, который может штамповать новый блок каждые 15 минут. «Вот что замечательно в том, как мы разработали цепочку поставок. Нас ничто не остановит. Это грязь. Это отходы производства. Мы можем построить эти кирпичные машины за четыре месяца, мы можем построить от 25 до 50 из них», - говорит Пикони.
Основанный в Эдинбурге стартап по хранению энергии Gravitricity нашел новый способ снизить затраты на хранение гравитации: сбрасывать свой вес на заброшенные шахтные стволы, а не строить башни. «Мы считаем, что для того, чтобы получить такую стоимость, инженерные и физические знания для работы в крупномасштабных системах ... нам нужно использовать геологию Земли, чтобы выдержать вес», - говорит управляющий директор Gravitricity Чарли Блэр. В апреле 2021 года компания Gravitricity начала испытания демонстрационной системы высотой 15 метров, собранной в Лейте, Шотландия, но первая коммерческая система компании может оказаться в Чехии, где политики стремятся найти новое применение для скоро выводимых из эксплуатации угольных шахт. Еще одним потенциальным местоположением является Южная Африка, где есть множество собственных шахт, а также дополнительные проблемы, связанные с нестабильной электросетью и частыми отключениями электроэнергии.
Gravitricity нацелена на другую часть энергетического рынка, чем Energy Vault: обеспечение коротких очередей электроэнергии в критические моменты, чтобы предотвратить повреждение дорогостоящей энергетической инфраструктуры. Электрические сети рассчитаны на определенную частоту; европейские сети работают с частотой 50 Герц, в то время как в США она составляет 60 Герц. Эта частота поддерживается за счет поддержания баланса между спросом и предложением в сети, но внезапный скачок в любом из них угрожает повысить или понизить частоту. На электростанциях, работающих на ископаемом топливе, вращающиеся турбины действуют как амортизаторы, сглаживая небольшие изменения частоты, в то время как операторы либо увеличивают, либо уменьшают предложение энергии в соответствии со спросом. Солнечные и ветряные электростанции так не работают, поэтому, когда они перестают вырабатывать электроэнергию, сетям нужен другой источник энергии, чтобы быстро подключиться для поддержания частоты, в то время как производство в других местах увеличивается. Блэр говорит, что системы Gravitricity смогут реагировать на изменения частоты менее чем за секунду, и что объединение ее системы с другими технологиями может еще больше сократить время отклика. Эта услуга, называемая частотной характеристикой, настолько важна, что операторы электросетей платят высокую премию компаниям, которые могут реагировать с точностью до доли секунды.
Наступил ли наконец момент для накопления гравитационной энергии? За последнее десятилетие несколько гравитационных стартапов запустились, потерпели неудачу, а затем вновь появились в разных формах. Ни один из них еще не продал и не построил систему для клиента, хотя Energy Vault заключила восемь сделок с несколькими проектами, начало которых запланировано на середину 2022 года. В сентябре 2021 года компания объявила, что вскоре будет зарегистрирована на Нью-Йоркской фондовой бирже после слияния со специальной компанией по приобретению акций (SPAC): модная альтернатива IPO, которая предлагает фирмам более быстрый и легкий путь к публичному выходу. Компания, стоящая за листингом Energy Vault, Novus Capital, также стояла за другим SPAC, который в феврале 2021 года обнародовал компанию по технологиям сельского хозяйства AppHarvest. С тех пор цена акций AppHarvest резко снизилась, и в настоящее время компания является объектом коллективного иска, в котором утверждается, что фирма ввела инвесторов в заблуждение относительно своих прогнозируемых финансовых результатов.
Последний SPAC оценил хранилище энергии в 1,1 миллиарда долларов (808 миллионов фунтов стерлингов), но некоторые эксперты не уверены, что потенциал для хранения гравитационной энергии так широко распространен, как предполагают его сторонники. «Как правило, вокруг «зеленых» технологий хранения энергии плавает много денег. И я думаю, что вы можете в определенной степени оседлать эту волну», - говорит Алекс Холланд, аналитик IDTechEx. В 2019 году Energy Vault объявила об инвестициях в размере 110 миллионов долларов от фонда SoftBank Vision, хотя SoftBank предоставил только 25 миллионов долларов, прежде чем приостановить финансирование в 2020 году. Позже SoftBank повторно инвестировал в Energy Vault в рамках раунда серии C в августе 2021 года и снова в рамках сделки SPAC. Другие инвесторы в Energy Vault включают Saudi Aramco Energy Ventures, лабораторию Prime Movers и несколько инвестиционных фирм.
Как и в случае с другими компаниями-хранилищами на ранних стадиях, Energy Vault пришлось тщательно балансировать в том, как она позиционирует себя: достаточно разрушительная, чтобы привлечь инвесторов, ищущих следующую крупную вещь, но достаточно надежная и дешевая, чтобы коммунальные службы подумали о том, чтобы сделать ее частью своей энергетической инфраструктуры. С одной стороны, есть перспектива полностью возобновляемого мира, с другой-грубая экономика дешевого хранения энергии. На одной стене в офисах компании в Тичино висит твит в рамке от Билла Гейтса, который называет Energy Vault «захватывающей компанией». На противоположной стороне стены находится еще одна цитата в рамке, на этот раз от самого Роберта Пикони, о том, как использовать запасенную энергию ниже стоимости ископаемого топлива.
Шмидт также был удивлен, увидев оценку в миллиард долларов. Потребность в долгосрочном хранении действительно начинает ощущаться, когда энергетические системы состоят более чем на 80 процентов из возобновляемых источников энергии. Для большинства стран эта цифра очень далека. В то же время у нас все еще есть другие способы достижения гибкости: тепловые электростанции, сжигающие биомассу с улавливанием углерода, соединения между электросетями и снижение спроса на электроэнергию. Шмидт считает, что литий-ионный будет удовлетворять большую часть мировых потребностей в новых хранилищах до тех пор, пока национальные энергосистемы не достигнут 80-процентного уровня возобновляемых источников энергии, а затем потребность в более длительном хранении будет удовлетворена множеством конкурирующих технологий, включая проточные батареи, сжатый воздух, тепловое хранение и гравитационное хранение. «Первая проблема с возобновляемыми источниками энергии, когда вы достигаете высоких уровней проникновения,-это ежесекундная, ежеминутная изменчивость, и если вы не сможете решить эти проблемы со стабильностью, вы никогда не достигнете 80-процентного проникновения возобновляемых источников»,-говорит Марек Кубик, управляющий директор Fluence, компании по хранению энергии, которая построила 3,4 гигаватта аккумуляторных батарей в сетевом масштабе-почти все из них литий-ионные. «Сегодня ион лития просто стал доминирующей технологией из-за снижения затрат, которое обусловлено не промышленностью стационарных хранилищ, а электромобилями. Это очень грозная сила».
Педретти, однако, указывает, что литий-ионные аккумуляторы со временем разлагаются и нуждаются в замене. Гравитация - это форма хранения, которая теоретически не должна терять эффективность. «Сегодня люди думают о краткосрочной перспективе», - говорит он. «Политики, менеджеры, все оцениваются по краткосрочным показателям». Переход мира на возобновляемую электроэнергию потребует изменения мышления всего на несколько лет вперед, на десятилетия и даже столетия вперед. Люди, которые строили плотины в Швейцарии и откачивали гидроэлектростанции, не рассматривали это в краткосрочной перспективе, добавляет он. Гидроэлектростанция с насосом Engeweiher в Шаффхаузене по-прежнему работает по контракту еще 31 год; к концу этого контракта она будет работать почти полтора столетия. Построение энергосистемы для мира с нулевым содержанием углерода - это аналогичное упражнение в долгосрочном мышлении: «В прошлом люди, которые строили плотины, не думали о краткосрочной перспективе. Они думали о более долгосрочной перспективе. И сегодня этого не хватает».