Sage Geosystems ha sido pionero en una nueva forma de almacenar energía barata, utilizando la tierra como un fuelle gigante para bombear agua a las grietas del suelo y luego dejando que el agua salga a borbotones con una eficiencia del 70%. Si también se aprovecha la energía térmica, la eficiencia puede alcanzar el 200%.
Este método inyecta un líquido, generalmente vapor, en los depósitos de petróleo de esquisto y lo deja allí durante varias horas para calentar el petróleo y reducir su viscosidad, lo que facilita su bombeo.
Sage Company, por otro lado, utiliza lodo de perforación de alta densidad a gran profundidad en pozos petroleros abandonados para abrir grietas delgadas a alta presión, y luego usa una bomba de alta presión para bombear agua y mantener las grietas en un estado "inflado". El trabajo se realiza utilizando el exceso de energía renovable recolectada durante el día, luego se cierran las válvulas para retener el agua.
Cuando es necesario recuperar energía, simplemente se abre la válvula; La presión de la formación alrededor de la fractura vuelve a juntar las fracturas y el agua es forzada a regresar a la tubería, donde pasa a través de una turbina para generar electricidad. De hecho, cuando el sistema funciona al revés, los motores y bombas que originalmente forzaban el agua a bajar por las tuberías se convierten en turbinas y generadores, que bombean la energía nuevamente.
Este es el sistema "EarthStore" que Sage probó utilizando un antiguo pozo petrolero en Texas, con una eficiencia de ida y vuelta del 70-75%, pérdidas de fluido medidas de solo el 1-2% y no se detectó actividad sísmica inducida. Sage dijo que si se utiliza un solo pozo de petróleo como sistema de liberación rápida que sigue la carga, puede producir una potencia de salida máxima de aproximadamente 3 millones de kilovatios; si se utiliza como sistema de generación de energía solar, puede liberar energía de una manera más precisa, proporcionando más de 18 horas de energía por la noche cuando la energía solar no genera electricidad.
Pero tener acceso a viejos pozos de producción de petróleo en las profundidades de la tierra tiene otro beneficio: el calor. Un sistema como EarthStore puede ser bastante rentable como red o sistema de almacenamiento de energía local, pero una vez que se empieza a tener en cuenta el calor, empieza a volverse extremadamente atractivo.
Cuanto más profunda es la Tierra, más se calienta y alcanzar temperaturas de 180-220°C (350-430°F) es relativamente fácil. La obtención de esta energía geotérmica no suele ser rentable, pero el sistema de almacenamiento de energía "huff&puff" cambia significativamente esta cifra.
El sistema EarthStore mantiene el agua junto con la roca caliente, poniéndola en contacto sustancial con la superficie y encerrándola allí. Entonces, cuando se libera el agua, el calor no solo aumenta la presión en el flujo de retorno del agua, haciendo que las turbinas funcionen con más potencia, sino que también existe la oportunidad de capturar el calor a través del intercambiador de calor para que termines obteniendo más energía de la "batería de tierra" de la que ingresas.
Eso no es todo; Sage sugiere que si se ubican varios pozos de geoalmacenamiento uno al lado del otro y no es necesario desmantelar el equipo de perforación para su transporte, ahorrando así costos, podrían combinarse para funcionar como un motor termobárico de múltiples cilindros.
La matriz bombea agua caliente desde un depósito subterráneo, la enfría usando un intercambiador de calor para recolectar electricidad y luego inmediatamente bombea el agua enfriada directamente a un pozo contiguo para su almacenamiento. En lugar de almacenar líquido en la superficie, todo el proceso puede realizarse de un lado a otro entre los dos cilindros.
Según Sage, instalar entre 18 y 20 de estos dispositivos en un sitio crearía una planta de almacenamiento de energía renovable de 50 megavatios, que produciría efectivamente el doble de la entrada de energía. Puedes pensar en ello como un almacenamiento de energía mejorado, o puedes pensar en ello como una forma de hacer que la energía geotérmica relativamente poco profunda sea más viable económicamente, pero es una idea bastante buena.
Sage dijo que en términos de costo nivelado de almacenamiento (LCoS), la solución EarthStore en sí debería ser más barata que las baterías de iones de litio o el almacenamiento hidráulico por bombeo; de hecho, como método para estabilizar la red durante los períodos pico, se espera que cueste tanto como las plantas de pico alimentadas por gas.
El programa piloto de seis meses en Texas ya ha finalizado. El proyecto utilizó un pozo de exploración para perforar pozos a profundidades de 7920 pies y 11140 pies (2400 m y 3400 m), creando una fractura de 3200 pies (1 km) de alto y 200-300 pies (60-90 m) de ancho.
Las paredes de esta grieta estaban separadas solo entre 2,5 y 5 mm (0,1 y 0,2 pulgadas), pero al bombear y liberar agua, y al mantener constantemente suficiente presión en el sistema para evitar que la grieta se cerrara, el volumen de la grieta se expandió y contrajo en un factor de 2, fluctuando entre 7.500 y 15.000 barriles (1,2 a 2,4 millones de litros, 315.000 a 630.000 galones).
"Hemos descifrado el código para complementar perfectamente la energía renovable, entregando energía confiable y competitiva en costos con baterías de iones de litio y plantas de gas natural para picos", dijo Cindy Taff, directora ejecutiva de Sage Geosystems, en un comunicado de prensa. carga base alternativa. Nuestra tecnología de almacenamiento de energía puede proporcionar grandes cantidades de energía, desde operaciones mineras remotas hasta centros de datos para resolver problemas de pobreza energética en áreas remotas. Podemos interconectarnos a la red o desarrollar islas/microrredes con soluciones energéticas probadas y listas para escalar".
Sage, que ha recibido inversión del especialista en perforación Nabors Industries y del fondo de capital de riesgo de tecnología limpia Virya, espera recaudar 30 millones de dólares adicionales en su actual ronda Serie A y continuar validando, comercializando, optimizando y ampliando el sistema.