A Sage Geosystems foi pioneira numa nova forma de armazenar energia barata, utilizando a terra como um fole gigante para bombear água para fendas no solo e depois deixar a água jorrar com 70% de eficiência. Se a energia térmica também for aproveitada, a eficiência pode chegar a 200%.
Este método injeta um líquido, geralmente vapor, em depósitos de óleo de xisto e deixa-o lá por várias horas para aquecer o óleo e diminuir sua viscosidade, facilitando o bombeamento.
A Sage Company, por outro lado, usa lama de perfuração de alta densidade no subsolo em poços de petróleo abandonados para abrir rachaduras delgadas em alta pressão e, em seguida, usa uma bomba de alta pressão para bombear água e manter as rachaduras em um estado "inflado". O trabalho é feito com o excesso de energia renovável coletada durante o dia, depois as válvulas são fechadas para travar a água.
Quando é necessário recuperar energia, a válvula é simplesmente aberta; a pressão de formação ao redor da fratura comprime as fraturas novamente e a água é forçada de volta para o tubo, onde passa por uma turbina para gerar eletricidade. Na verdade, quando o sistema funciona ao contrário, os motores e bombas que originalmente forçavam a água a descer pelos canos tornam-se turbinas e geradores, bombeando a energia de volta.
Este é o sistema "EarthStore" que a Sage testou usando um antigo poço de petróleo no Texas, com uma eficiência de ida e volta de 70-75%, mediu perdas de fluido de apenas 1-2% e nenhuma atividade sísmica induzida foi detectada. Sage disse que se um único poço de petróleo for usado como sistema de liberação rápida de acompanhamento de carga, ele poderá produzir uma potência máxima de saída de cerca de 3 milhões de quilowatts; se for utilizado como sistema de geração de energia solar, pode liberar energia de forma mais precisa, fornecendo mais de 18 horas de energia à noite quando a energia solar não está gerando eletricidade.
Mas ter acesso a antigos poços de produção de petróleo nas profundezas da terra traz outro benefício: o calor. Um sistema como o EarthStore pode ser bastante lucrativo como rede ou sistema de armazenamento de energia local, mas quando você começa a considerar o calor, ele começa a se tornar extremamente atraente.
Quanto mais profunda a Terra, mais quente ela fica, e atingir temperaturas de 180-220°C (350-430°F) é relativamente fácil. A recolha desta energia geotérmica normalmente não é rentável, mas o sistema de armazenamento de energia "huff&puff" altera significativamente este número.
O sistema EarthStore mantém a água unida à rocha quente, colocando-a em contato substancial com a superfície e prendendo-a ali. Assim, quando a água é liberada, o calor não apenas aumenta a pressão no fluxo de retorno da água, fazendo com que as turbinas funcionem com mais potência, mas também há uma oportunidade de capturar o calor através do trocador de calor, de modo que você acabe obtendo mais energia da "bateria terrestre" do que você colocou.
Isso não é tudo; Sage sugere que se vários poços de geoarmazenamento estiverem localizados próximos uns dos outros e o equipamento de perfuração não precisar ser desmontado para transporte, economizando custos, eles poderiam ser combinados para funcionar como um motor termobárico multicilindro.
A matriz bombeia água quente de um reservatório subterrâneo, resfria-a usando um trocador de calor para coletar eletricidade e, em seguida, bombeia imediatamente a água resfriada diretamente para um poço vizinho para armazenamento. Em vez de armazenar líquido acima do solo, todo o processo pode ocorrer entre os dois cilindros.
De acordo com Sage, a instalação de 18 a 20 destes dispositivos num único local criaria uma central de armazenamento de energia renovável de 50 megawatts, produzindo efetivamente o dobro da energia consumida. Você pode pensar nisso como um armazenamento aprimorado de energia ou como uma forma de tornar a energia geotérmica relativamente superficial mais viável economicamente, mas é uma ideia muito interessante.
Sage disse que em termos de custo de armazenamento (LCoS), a solução EarthStore em si deveria ser mais barata do que baterias de íons de lítio ou armazenamento hidrelétrico bombeado - na verdade, como método de estabilização da rede durante os períodos de pico, espera-se que custe tanto quanto as usinas movidas a gás.
O programa piloto de seis meses no Texas já terminou. O projeto utilizou um poço de exploração para fazer furos em profundidades de 7.920 pés e 11.140 pés (2.400 m e 3.400 m), criando uma fratura de 3.200 pés (1 km) de altura e 200-300 pés (60-90 m) de largura.
As paredes dessa rachadura estavam separadas por apenas 0,1-0,2 polegadas (2,5-5 mm), mas bombeando e liberando água, e mantendo constantemente pressão suficiente no sistema para evitar o fechamento da rachadura, o volume da rachadura expandiu e contraiu por um fator de 2, flutuando entre 7.500-15.000 barris (1,2-2,4 milhões de litros, 315.000-630.000 galões).
“Deciframos o código para complementar perfeitamente a energia renovável, fornecendo energia confiável e de custo competitivo com baterias de íons de lítio e usinas de gás natural”, disse Cindy Taff, CEO da Sage Geosystems, em um comunicado à imprensa. carga base alternativa. A nossa tecnologia de armazenamento de energia pode fornecer grandes quantidades de energia - desde operações de mineração remotas a centros de dados, até à resolução de problemas de pobreza energética em áreas remotas. Podemos interconectar-nos à rede ou desenvolver ilhas/microrredes com soluções energéticas comprovadas e prontas para escalar.”
A Sage, que recebeu investimento da especialista em perfuração Nabors Industries e do fundo de capital de risco de tecnologia limpa Virya, espera arrecadar mais US$ 30 milhões em sua atual rodada da Série A e continuar validando, comercializando, otimizando e dimensionando o sistema.