Batterijen die gebruik maken van natuurlijke aardse processen bestaan er in allerlei soorten en maten. Zo werkt het Zwitserse Energy Vault aan zwaartekrachtbatterijen met behulp van hijskranen, experimenteert het IIASA met het laten neerdalen van zandzakken in lege mijnschachten en worden in Groningen proeven gedaan met het pompen van perslucht in ondergrondse zoutkoepels.
Energie uit zwaartekracht
Het idee is in feite iedere keer hetzelfde: met overtollige zonne- en windenergie wordt massa omhoog gehesen of naar beneden gepompt. Op het moment dat de zon niet schijnt of het windstil is, kan er een knop omgezet worden en zorgen de natuurwetten op aarde, zoals zwaartekracht, ervoor dat de massa weer in beweging komt. Via een turbine wordt deze beweging dan weer omgezet in de broodnodige elektriciteit.
Modder en water in aarde pompen
Het Amerikaanse Sage Geosystems voegt hier een nieuwe variant aan toe, genaamd EarthStore. Dit werkt als volgt: het bedrijf wil in lege scheuren in de grond – bijvoorbeeld ontstaan uit uitgeputte oliebronnen – onder hoge druk modder pompen. Door de dikke modder worden deze scheuren uit elkaar gedrukt. Vervolgens pompt het bedrijf, wederom onder hoge druk, water in de modder om te scheuren verder ‘op te blazen’. Als een kurk op een fles gaat vervolgens de stop d’r op. Als het bedrijf de energie weer nodig heeft, gaat de stop eraf en spuit het water weer omhoog langs een turbine die elektriciteit opwekt.
Generator op zon of wind
Het vol persen van de scheuren in de aarde gebeurt met behulp van een generator die draait op overtollige hernieuwbare energie. Dezelfde generator wordt gebruikt als deze energie weer nodig is. Sage beweert dat het systeem werkt met een energie-efficiënte van 70 tot 75 procent en dat het vochtverlies (en dus de aanvoer van nieuw water) beperkt blijft tot 1 tot 2 procent.
Op dit moment voert Sage testen uit in een oude oliebron in Texas. Een standaard olieput kan volgens het bedrijf een output genereren van 3 megawatt of kan gedoceerd over een periode van 18 uur gelijkmatig stroom leveren.
Schematische tekening van hoe het systeem van Sage moet gaan werken. | Credit: Sage GeosystemsAardewarmte benutten
Maar daar houdt de potentie van EarthStore niet op. Als het bedrijf toegang krijgt tot oude oliebronnen die diep in de aarde reiken kan het systeem nog meer energie benutten, namelijk aardwarmte. In dat geval kan Sage koud water in een kilometers diepe schacht pompen waar het wordt opgewarmd tot enkele honderden graden in de aardkorst.
Als de kurk er vervolgens boven de grond afgaat, schiet het opgewarmde water nog sneller omhoog, zodat de turbine sneller gaat draaien. Daarnaast kan Sage de warmte uit het water ‘oogsten’ met een warmtewisselaar. Het afgekoelde water kan vervolgens weer in de grond gepompt worden; een proces dat zich eindeloos kan herhalen. Op deze manier claimt Sage Geosystems dat het een energie-efficiëntie van 200 procent kan halen; doordat je met hernieuwbare energie ook aardwarmte uit de grond haalt, wordt de energieopbrengst verdubbeld.
‘Code gekraakt’
“We hebben de code gekraakt om de perfecte aanvulling te bieden op duurzame energie, met een betrouwbaar alternatief die qua kosten kan concurreren met lithium-ionbatterijen en aardgaspiekcentrales”, zegt Cindy Taff, CEO van Sage Geosystems, in een persbericht. “De mogelijkheden voor onze energieopslag zijn groot – van afgelegen mijnbouwgebieden tot datacenters en het oplossen van energiearmoede op afgelegen locaties. We kunnen verbinding maken met elektriciteitsnetwerken of zelf micronetwerken ontwikkelen met een schone energieoplossing die klaar is om op te schalen.”
Inmiddels heeft Sage Geosystems al investeringen binnen van boorspecialisten Nabors Industries. En met de venture capitalist Virya, wil Sage nog eens 30 miljoen dollar ophalen zodat het kan doorgaan met het testen, commercialiseren, optimaliseren en opschalen van het systeem.
