Yenilenebilir enerji üretiminin hızla artarken üretilen enerjinin güvenli, verimli ve uzun süreli biçimde depolanma sorunu da giderek büyüyor. Bu alandaki en dikkat çekici çözümlerden birisi ise İtalya merkezli Energy Dome şirketinin geliştirdiği ve “CO2 Bataryası” olarak adlandırdığı yeni nesil enerji depolama sistemi. Sardinya Adası’nda kurulan ilk tam ölçekli tesis, şebeke ölçeğinde uzun süreli enerji depolamanın mümkün olduğunu somut biçimde ortaya koyuyor.
Enerji depolamada karbondioksit dönemi
Energy Dome’un kurduğu ve e, yaklaşık 2.000 ton saf karbondioksit içeren dev kubbe her açıdan ilginç. Zira tesisteki CO2, sanayi bacalarından yakalanmıyor ya da havadan çekilmiyor. Bunun yerine doğrudan bir gaz tedarikçisinden temin edilerek sistem içinde kalıcı olarak kullanılıyor. Amaç, karbondioksiti çevresel bir yük olmaktan çıkarıp yenilenebilir enerjinin depolanmasını sağlayan bir araca dönüştürmek.
Tesis, kapalı bir döngü içinde karbondioksiti her gün sıkıştırıp genleştirerek çalışan bir türbin aracılığıyla toplam 200 megawatt-saat elektrik üretebiliyor. Bu da 10 saat boyunca 20 MW güç anlamına geliyor.
Şirketin verdiği bilgiye göre kubbenin şişirilmesi yalnızca yarım gün sürüyor. Tüm tesisin inşası ise iki yıldan kısa bir sürede tamamlanabiliyor ve yaklaşık 5 hektarlık düz bir arazi yeterli oluyor. Bu özellikler, sistemin dünyanın farklı bölgelerinde hızlıca çoğaltılabilmesini mümkün kılıyor. Nitekim 2026 itibarıyla Sardinya’daki tesisin birebir kopyalarının farklı ülkelerde devreye alınması planlanıyor. Bu teknolojiyi ilk benimseyenlerden biri Hindistan’ın en büyük enerji şirketlerinden NTPC Limited olacak. Şirket, karbondioksit bataryasını 2026’da tamamlamayı hedefliyor. ABD’de ise kamu hizmeti şirketi Alliant Energy, yine 2026’da başlayacak bir projeyle bu teknolojiyi kullanarak yaklaşık 18 bin haneye elektrik sağlamayı planlıyor.
Google da büyük ilgi gösteriyor
Öte yandan bu teknolojiye Google da ilgi gösteriyor. Google, Energy Dome ile yaptığı anlaşma kapsamında CO2 bataryalarını Avrupa, ABD ve Asya-Pasifik bölgesindeki önemli veri merkezi lokasyonlarına yaymayı hedefliyor. Amaç, yüksek enerji tüketimiyle bilinen veri merkezlerine, güneşin olmadığı ya da rüzgarın esmediği zamanlarda bile kesintisiz ve temiz enerji sağlamak. Temmuz ayında duyurulan bu iş birliği, Google’ın ilk uzun süreli enerji depolama yatırımı olma özelliğini taşıyor. Energy Dome sisteminin “tak ve çalıştır” mantığıyla kurulabiliyor olmasının Google için belirleyici faktörlerden biri olduğu belirtiliyor.
Neden önemli?
CO2 bataryalarına yönelik bu ilginin temelinde, enerji dönüşümünün en kritik başlıklarından biri olan uzun süreli enerji depolama (LDES) ihtiyacı yatıyor. Güneş ve rüzgâr santralleri, üretimin yüksek olduğu dönemlerde şebekenin ihtiyacından fazla elektrik üretiyor. Bu fazla enerjinin, talebin arttığı saatlere ya da günlere aktarılabilmesi hem ekonomik verimlilik hem de şebeke güvenliği açısından büyük önem taşıyor. Ancak günümüzde yaygın olarak kullanılan lityum iyon bataryalar genellikle 4 ila 8 saatlik depolama süresiyle sınırlı kalıyor. Daha uzun süreler için kapasite artırımı ise maliyetleri hızla yükseltiyor. Alternatif olarak geliştirilen sodyum bazlı, demir-hava ya da vanadyum redoks akış bataryaları enerji yoğunluğu, maliyet, bozunma ve finansman sorunları nedeniyle henüz yaygınlaşabilmiş değil. Sıkıştırılmış hava, hidrojen, metanol, ısı depolama blokları ya da yerçekimi temelli sistemler gibi yaratıcı çözümler ise jeolojik kısıtlar, verimlilik ve ölçeklenebilirlik engellerine takılıyor. Pompajlı hidroelektrik santraller uzun ömürlü ve yüksek kapasiteli olsa da özel coğrafya gereksinimi ve on yıla varan inşa süreleri nedeniyle her bölgede uygulanamıyor.
Energy Dome’u çözümü ise bakıldığında pek çok avantaj ile diğer tüm alternatiflerden ayrışıyor. Sistem, özel topoğrafya gerektirmiyor, kritik madenlere bağımlı değil ve mevcut sanayi tedarik zincirlerinden yararlanıyor. Beklenen kullanım ömrü, lityum iyon bataryaların neredeyse üç katı olarak belirtiliyor. Ayrıca kapasite büyüdükçe kilovat-saat başına maliyetin ciddi şekilde düşmesi teknolojiyi ekonomik açıdan da cazip kılıyor. Şirket, çözümünün lityum iyon sistemlere kıyasla yaklaşık yüzde 30 daha ucuz olacağını öngörüyor.
Teknolojiye Çin’in de kayıtsız kalmadığı görülüyor. Çin Huadian ve Dongfang Electric şirketlerinin, ülkenin kuzeybatısındaki Sincan bölgesinde CO2 tabanlı büyük ölçekli bir enerji depolama tesisi üzerinde çalıştığı bildiriliyor. Medyaya yansıyan görsellerde kubbe yapıları dikkat çekerken, tesisin kapasitesine ilişkin 100 MW ile 1.000 MW arasında değişen farklı rakamlar dile getiriliyor.
Nasıl çalışıyor?
Sardinya’daki tesiste sistemin çalışma prensibi de dikkat çekici detaylar barındırıyor. Şarj aşamasında CO2, önce 1 bar basınçtan yaklaşık 55 bar seviyesine kadar sıkıştırılıyor. Ardından ısı depolama sistemiyle ortam sıcaklığına soğutuluyor ve bir kondenser aracılığıyla sıvı hale getiriliyor. Bu sıvı CO2, her biri bir okul otobüsü büyüklüğünde olan onlarca basınçlı tankta depolanıyor. Yaklaşık 10 saat süren bu sürecin sonunda batarya dolmuş sayılıyor. Deşarj aşamasında ise sıvı CO2 yeniden buharlaştırılıyor, ısıtılıyor ve bir gaz türbini üzerinden geçirilerek senkron jeneratörü döndürüyor. Elektrik üretildikten sonra gaz, ortam basıncında tekrar kubbeye gönderiliyor. Elbette sistemin bazı dezavantajları da var. Tesis, eşdeğer kapasiteli bir lityum iyon bataryaya kıyasla yaklaşık iki kat daha fazla alan kaplıyor. Ayrıca kubbelerin, zirve noktasında bir spor stadyumu yüksekliğine ulaşması, görsel etkiler nedeniyle yerel tepkilere yol açabiliyor. Güvenlik tarafında ise kubbenin 160 km/saat rüzgâr hızına dayanabildiği belirtiliyor. Şiddetli hava olayları önceden tahmin edilirse, CO₂ tanklara alınarak kubbe tamamen söndürülebiliyor.
En olumsuz senaryoda kubbenin delinmesi halinde, atmosfere salınacak 2.000 ton CO₂, yaklaşık New York–Londra arasında Boeing 777 ile yapılan 15 gidiş-dönüş uçuşunun emisyonuna eşdeğer kabul ediliyor. Energy Dome’a göre bu miktar, bir kömür santralinin salımlarıyla kıyaslandığında oldukça düşük. Böyle bir durumda, gaz dağılana kadar en az 70 metre mesafede durulması gerekiyor.
Kaynak : https://www.donanimhaber.com/sebeke-olceginde-dev-balon-bataryalar-yakinda-her-yerde-olacak–200003
