Elektriciteit opgewekt door fossiele brandstoffen is steeds onhoudbaarder en een verschuiving naar hernieuwbare energie – voornamelijk van zon en wind – is van vitaal belang. Hernieuwbare opwekking is al minder duur per eenheid dan zijn vervuilende tegenhangers, maar het feit dat de zon niet altijd schijnt en de wind niet altijd waait, staat een serieuze overname van de energiesector in de weg.

Energieopslag zou dit dringende probleem van "intermittency" kunnen oplossen. Als opslag beschikbaar zou zijn tegen voldoende lage kosten en hoge prestaties, hernieuwbare energie zou snel alle andere vormen van opwekking verdringen.

Energie is al opgeslagen, natuurlijk, in batterijen of verschillende andere technologieën. Zelfs reservoirs kunnen fungeren als enorme energievoorraden. Maar niets dat bestaat of in ontwikkeling is, kan ook energie opslaan, en even goedkoop, als perslucht.

Het concept lijkt simpel:je zuigt gewoon wat lucht uit de atmosfeer, comprimeer het met elektrisch aangedreven compressoren en sla de energie op in de vorm van perslucht. Als je die energie nodig hebt, laat je de lucht eruit en laat je deze door een machine gaan die de energie uit de lucht haalt en een elektrische generator laat draaien.

Perslucht energieopslag (of CAES), om het zijn volledige naam te geven, kan betrekking hebben op het opslaan van lucht in stalen tanks of in veel goedkopere insluitingen diep onder water. In sommige gevallen, hogedruklucht kan worden opgeslagen in grotten diep onder de grond, ofwel direct opgegraven uit hard gesteente of gevormd in grote zoutafzettingen door zogenaamde "solution mining", waar water naar binnen wordt gepompt en zout water naar buiten komt. Dergelijke zoutcavernes worden vaak gebruikt om aardgas op te slaan.

Perslucht zou gemakkelijk de vereiste schaal van opslag kunnen leveren, maar het blijft schromelijk ondergewaardeerd door beleidsmakers, financieringsorganen en de energiesector zelf. Dit heeft de ontwikkeling van de technologie belemmerd en betekent dat het waarschijnlijk is dat in plaats daarvan veel duurdere en minder effectieve oplossingen zullen worden aangenomen. Momenteel, drie belangrijke problemen staan ​​perslucht in de weg:

1. Het is geen enkele technologie

De bovenstaande beschrijving van hoe het werkt, is een te grote vereenvoudiging. CAES is, in feite, geen enkele technologie, maar een brede familie met compressiemachines, uitbreidingsmachines, warmtewisselaars, het ontwerp van luchtopslagen en het ontwerp van thermische opslagen. Deze vereisen allemaal nauwgezette engineering om goed te krijgen.

2. Het is beter voor opslag op langere termijn

Momenteel, wind en zon maken nog maar een klein deel uit van de totale sector. Aangezien elektriciteit opgewekt uit fossiele brandstoffen de bewolkte of windvrije dagen kan dekken, hernieuwbare energie wordt vaak direct gebruikt en hoeft slechts voor korte tijd te worden opgeslagen. Voor deze situaties is batterijen werken vrij goed en kunnen economisch levensvatbaar zijn.

Grootschalige decarbonisatie vereist dat we energie voor veel langere perioden opslaan, echter, bijvoorbeeld van een zonnige dag naar gebruik op een bewolkte dag. CAES is bij uitstek geschikt voor bewaartermijnen van enkele uren tot meerdere dagen.

Alle betaalbare energieopslag omvat het omzetten van energie van de vorm van elektriciteit naar een andere vorm en het opslaan in die andere vorm. Voor pompwateropslag, bijvoorbeeld, de andere vorm is water dat tot grote hoogte is opgetild. Voor CAES, die andere vorm omvat zowel warmte als lucht onder hoge druk.

Voor dergelijke systemen is er zijn aparte kosten voor de apparatuur die de ombouw doet en voor de opslag zelf. Systemen zoals CAES en pumped-hydro omvatten relatief dure apparatuur voor de stroomconversie, maar zeer goedkope voorzieningen voor de opslag van energie. Deze systemen, waar kleine hoeveelheden stroom zeer grote hoeveelheden opslagruimte kunnen vullen, zijn daarom zeer zuinig in het langdurig opslaan van energie.

3. CAES gaat een leven lang mee

Particuliere investeringen vereisen een hoog rendement. Een indirect effect hiervan is dat beleggers minder waarde hechten aan het nut dat op langere termijn in een actief kan worden achtergelaten.

In de meeste CAES-systemen, kosten zijn geconcentreerd in dingen die van nature een zeer lange levensduur hebben. Bijvoorbeeld, een door een oplossing ontgonnen grot in een zoutafzetting zou redelijkerwijs kunnen worden verwacht gedurende ten minste 100 jaar te functioneren, terwijl krachtige machines voor het comprimeren en expanderen van lucht doorgaans 50 jaar of langer kunnen werken. Met rendementen over zo'n lange tijdspanne, er is een sterk argument dat ten minste enkele grootschalige persluchtinstallaties moeten worden behandeld als nationale infrastructuurprojecten die door regeringen worden gefinancierd.

Decennia geleden werden twee grote persluchtinstallaties gebouwd, een in Huntorf, Duitsland en de andere in McIntosh, Alabama. Beiden werken nog uitstekend. Velen verwijzen naar deze twee fabrieken om conclusies te trekken over hoe efficiënt CAES kan zijn en hoeveel of weinig het kan kosten.

Maar dit is misleidend en zinloos. Beide fabrieken werden ontworpen met heel andere prioriteiten dan die van vandaag. Het is absoluut noodzakelijk dat we nu opnieuw nadenken over de opslag van perslucht-energie en deze goed evalueren in het licht van wat kan worden bereikt door gebruik te maken van moderne methoden en kennis.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.