Лифты и электрические тележки открывают широкие возможности для повсеместного использования механических батарей сетевого масштаба. В мире миллионы лифтов. И они проводят значительное количество времени, сидя без дела. Австрийские инженеры теперь предлагают использовать эти пустые лифты в высотных зданиях для хранения избыточной энергии ветра и солнца. По их словам, эта изобретательная концепция хранения энергии на основе гравитации потребует пустых пространств в верхней и нижней части здания, но в остальном инфраструктура находится там и ждет, чтобы ее подключили.

Идея состоит в том, чтобы поднимать тяжелые грузы с помощью лифтов для хранения возобновляемой электроэнергии в качестве потенциальной энергии, а затем опускать их, чтобы по мере необходимости выбрасывать эту энергию в сеть. Это новый подход к хранению гравитационной энергии , который все чаще рассматривается во всем мире как долговременная альтернатива дорогостоящим батареям и сложным гидроаккумулирующим системам .

Сезонное хранение энергии в масштабе сети сегодня в основном зависит от насосных гидроэлектростанций, где вода закачивается на большую высоту, а затем выпускается через турбину для выработки электроэнергии. Но для этого нужны два больших резервуара с водой на разных высотах с достаточно большим расстоянием между ними.

Технология хранения, уже конкурирующая с литий-ионными батареями, имеет дополнительное преимущество в виде долгосрочного хранения энергии в городских центрах, где потребляется большая часть электроэнергии.

Несколько разных стартапов, таких как Energy Vault и Gravitricity , в настоящее время тестируют гравитационные системы хранения, основанные на подъеме и высвобождении тяжелых масс. Первые используют шестирычажные краны, а вторые полагаются на заброшенные шахтные стволы. Три года назад ученый-инженер Джулиан Хант и его коллеги из австрийского Института прикладного системного анализа предложили использовать горы для хранения гравитационной энергии . По сути, это транспортировка тяжелых контейнеров с песком в горы с использованием кабелей для хранения энергии, а затем использование падающего материала для вращения турбин.

Теперь эта группа обратила свой взор на высотные лифты, чтобы сделать то же самое. Система накопления энергии лифта (LEST), которую команда описывает в журнале Energy , включает в себя перемещение контейнеров с влажным песком на крышу здания во время простоя лифта, например, ночью. Хант и его коллеги предлагают использовать дистанционно управляемые автономные прицепы для погрузки и разгрузки контейнеров.

Вместо турбин система рекуперативного торможения лифта будет восстанавливать кинетическую энергию опускающегося лифта и превращать ее в электричество. Для применения LEST высота здания должна быть не менее 50 метров; иметь свободные квартиры или подходящие коридоры, которые можно использовать для хранения грузов наверху и внизу здания; и лифт с рекуперативным торможением. «На данный момент лифты с рекуперативным торможением есть лишь в нескольких новых зданиях, — говорит Хант. «Целью этих изменений является повышение энергоэффективности здания. Ожидается, что больше зданий будет построено с лифтами с рекуперативным торможением».

Тем не менее, ориентируясь на крупные города с высотными зданиями, исследователи оценивают глобальный потенциал технологии примерно от 30 до 300 гигаватт-часов. А стоимость хранения энергии для системы LEST будет варьироваться от 21 до 128 долларов США за киловатт-час, в зависимости от высоты здания. Это сопоставимо с ценой 2021 года на литий-ионные аккумуляторы . Но в будущем аккумуляторы могут подешеветь. Кроме того, учитывая более медленный и более логистический характер LEST, Хант говорит, что эта технология может лучше всего подходить для еженедельного или долгосрочного хранения энергии, а не для ежедневного.

Идея реалистична, говорят исследователи, потому что она использует существующую инфраструктуру для предоставления вторичной услуги. Хант добавляет, что LEST «позволяет хранить энергию децентрализованным способом рядом с местом, где электричество потребляется в городских условиях».

В другом препринте, опубликованном в сети в апреле, Хант и его коллеги предложили другую и столь же необычную концепцию хранения энергии, более тесно связанную с их идеей хранения энергии в горах 2019 года. На этот раз они предложили использовать электрические грузовики, курсирующие по горным дорогам. В этой системе избыточная возобновляемая электроэнергия будет заряжать электрический грузовик, который затем будет перевозить песок из нижнего хранилища горного или карьерного карьера в верхнее. Затем, когда требуется электричество, грузовик везет песок вниз по склону, а его аккумулятор заряжается с помощью рекуперативной тормозной системы автомобиля. Внизу электроэнергия батареи может быть продана в сеть.

По расчетам исследователей, стоимость такого «накопителя гравитационной энергии электрического грузовика» будет выше, чем LEST, и составит 35–200 долларов за кВтч. Но, как и идея с батареей в небоскребе, она задействует существующую инфраструктуру. «Учитывая, что стоимость электрических грузовиков, как ожидается, значительно снизится в ближайшие годы, за этим определенно стоит следить», — говорит Хант.