Siemens sedang mengembangkan a teknologi penyimpanan termal yang ekonomis yang berjanji untuk merevolusi pengelolaan kelebihan energi dari sumber terbarukan. Metode baru ini, yang sedang diselidiki di Jerman utara, bisa menjadi standar untuk efisiensi energi secara global. Prosesnya sederhana: kelebihan energi angin diubah menjadi panas, yang kemudian disimpan dalam wadah terisolasi. Pada saat permintaan tinggi, turbin uap mengubah panas tersebut menjadi listrik.
Model ini menjanjikan hal tersebut sangat ekonomis karena biaya pemasangan dan pengoperasiannya yang rendah. Siemens mendapat dukungan finansial dari Pemerintah Federal Jerman untuk melanjutkan pengembangannya di Hamburg, bersama dengan Hamburg Energie dan Universitas Teknologi Hamburg (TUHH).
Operasi penyimpanan termal
Teknologi tersebut terdiri dari sistem dimana kelebihan energi dari sumber terbarukan, terutama angin, diubah menjadi panas dan disimpan dalam batu pada suhu tinggi. Sistem ini telah dirancang untuk beroperasi pada lebih dari 600 derajat Celsius, memastikan panas dipertahankan secara efisien. Kipas angin, mirip dengan prinsip senapan panas, menyalurkan udara ke atas batu untuk memanaskannya. Untuk memulihkan energi, panas yang tersimpan digunakan untuk menghasilkan tekanan, yang mengaktifkan turbin uap yang mengubah energi panas kembali menjadi listrik.
Siemens Hal ini juga berfokus pada optimalisasi efisiensi bongkar muat penyimpanan. Cara isolasi mengelilingi sistem sangat penting untuk memaksimalkan efisiensi energi dan meminimalkan kehilangan panas. Teknologi ini diperkirakan akan mengalami kemajuan yang signifikan di tahun-tahun mendatang.
Sistem penyimpanan memiliki kapasitas penyimpanan saat ini energi hingga 36 megawatt-jam dalam volume kurang lebih 2,000 meter kubik batu. Melalui penggunaan boiler, dihasilkan daya listrik sebesar 1.5 megawatt yang mampu beroperasi hingga 24 jam. Teknologi ini berpotensi mencapai efisiensi 50% di masa depan, melampaui tingkat efisiensi saat ini sebesar 25%.
Penerapan teknologi FES
Teknologi FES (Force Energy Storage) yang dikembangkan oleh Siemens akan dapat diterapkan pada sebagian besar orang jenis turbin angin, yang membuatnya sangat fleksibel dan menguntungkan. Meskipun potensinya besar, satu-satunya kelemahan sistem ini adalah kebutuhan ruang fisik yang besar untuk menampung kontainer batu.
- Teknologi ini dapat disesuaikan dengan semua jenis turbin angin, menjadikannya serbaguna untuk berbagai jenis instalasi.
- Diharapkan, dengan kemajuan dalam efisiensi, sistem ini akan mampu menghasilkan lebih banyak energi dengan biaya lebih rendah.
Sistem penyimpanan termal ini Hal ini merupakan lompatan besar dalam transisi menuju energi terbarukan. Seiring dengan teknologi inovatif lainnya seperti roda GeoOrbital yang mengubah sepeda menjadi sepeda listrik, Siemens menandai tonggak penting dalam perjalanan menuju keberlanjutan energi.
Penyimpanan termal dengan pasir
Selain teknologi penyimpanan panas pada batu, sistem lain baru-baru ini telah diselidiki seperti penyimpanan termal di pasir. Teknik ini secara signifikan lebih ekonomis dan layak dalam jangka panjang. Institusi seperti NREL (Laboratorium Energi Terbarukan Nasional) di Amerika Serikat sedang menjajaki kemungkinan penggunaan pasir untuk menahan panas yang dihasilkan oleh energi terbarukan seperti angin atau matahari.
Pasir tersebut dipanaskan oleh energi angin atau matahari hingga mencapai suhu hingga 1,000 derajat Celcius. Energi tersebut kemudian disimpan dalam silo untuk digunakan nanti ketika kebutuhan energi meningkat. Penyimpanan jenis ini mempunyai kelebihan yaitu dapat dipelihara lebih dari 95% energi panas disimpan setidaknya selama lima hari, menawarkan solusi manajemen energi yang efisien dan berjangka panjang.
Dibandingkan dengan teknologi penyimpanan energi lainnya seperti baterai litium-ion atau penyimpanan pembangkit listrik tenaga air yang dipompa, penyimpanan pasir ternyata jauh lebih murah, dengan perkiraan biaya antara $4 dan $10 per kilowatt-jam. Hal ini berbeda dengan biaya $150 hingga $300 per kWh untuk teknologi lain seperti udara bertekanan atau baterai litium, yang memposisikan pasir sebagai solusi berbiaya rendah dan berkapasitas tinggi untuk masa depan.
Proyek penelitian dan penyimpanan ekonomi
Berbagai inisiatif Eropa juga berupaya mengembangkan solusi inovatif untuk penyimpanan panas berbiaya rendah. Contohnya adalah proyek Mengungkapkan, yang mempelajari penggunaan aluminium sebagai sarana penyimpan energi panas selama berbulan-bulan bahkan bertahun-tahun. Sistem ini akan memanfaatkan kelimpahan dan harga aluminium yang rendah, yang memiliki kepadatan energi hingga 15 MWh/m³. Kemajuan ini merupakan alternatif jangka panjang dan ekonomis untuk pengelolaan kelebihan listrik yang dihasilkan oleh sumber terbarukan.
Penelitian lain yang menjanjikan adalah penyimpanan termokimia menggunakan oksida logam, seperti yang dikembangkan oleh RedoxBlox. Sistem ini memungkinkan panas disimpan pada suhu hingga 1,500 derajat Celcius, menggunakan bahan yang berlimpah dan berbiaya rendah. Untuk mengisi daya sistem, listrik terbarukan digunakan untuk menaikkan suhu material, yang kemudian melepaskan oksigen dan menyimpan energi kimia. Ketika energi ini perlu dipulihkan, sistem akan membalikkan reaksi dan menghasilkan panas yang dapat digunakan dalam proses industri atau untuk pembangkitan listrik.
Keuntungan penyimpanan termal dalam dekarbonisasi
Penyimpanan termal adalah kunci dekarbonisasi sektor energi dan proses industri lainnya. Ketika dunia beralih dari bahan bakar fosil dan mencari alternatif yang lebih berkelanjutan, penyimpanan energi panas diposisikan sebagai salah satu solusi yang paling mudah diakses pada tingkat ekonomi dan logistik.
Jenis penyimpanan ini tidak hanya berlaku untuk pembangkitan listrik, tetapi juga dapat digunakan di sektor-sektor seperti industri baja, semen, makanan dan minuman, yang membutuhkan panas dalam jumlah besar untuk pengoperasiannya. Sektor-sektor ini, yang sulit untuk didekarbonisasi, akan menemukan solusi efektif dalam penyimpanan termal untuk melistriki produksi mereka tanpa emisi karbon.
Kombinasi biaya rendah, kapasitas penyimpanan tinggi, dan kelangsungan jangka panjang menjadikan penyimpanan termal sebagai solusi terdepan dalam transisi energi global.