Küresel olarak yenilenebilir enerjinin kullanımı kömürün gerisinde hızla yükselirken, güneş ve rüzgar yeterince çalışmadığında enerjiyi güvenli biçimde saklama ihtiyacı belirginleşiyor. Bazı ülkeler şebeke ölçeğinde lityum pillere, bazıları ise pompalı hidroelektrik santrallere yönelseler de, havaya dayanan depolama teknolojisi giderek dikkat çekiyor. İngiltere’nin Carrington köyü çevresindeki proje, dünyanın en büyük ticari ölçekli sıvı hava enerjisi depolama tesisi olması amacıyla temel atma aşamasında. Depolanan enerji, talep arttığında serbest bırakılabilir ve proje başarılı olursa genişlemesi planlanıyor. Ancak şu an için maliyetler bir engel oluşturuyor. Highview Power şirketi, temiz enerji depolama ihtiyacının artmasıyla dengenin sıvı havanın lehine kayacağını savunuyor.
İstikrar sorunu Dünya genelinde sera gazı emisyonlarını azaltmak ve iklim değişikliklerinin kötü etkilerini engellemek için yenilenebilir enerji kullanımına geçiş şart. Ancak bu dönüşüm elektrik şebekesinde bazı zorluklar yaratıyor. Fosil yakıtlı santraller talebe göre kolayca açılıp kapanabilirken, yenilenebilir kaynaklar ise istikrarsız bir üretim sunuyor. Bu durum, yeterli elektrik üretilememesi veya aşırı üretim halinde şebekeye zarar verebilme riskini beraberinde getiriyor. Bu yüzden ihtiyaç duyulduğunda kullanılabilir bir enerji stoğuna ihtiyaç var; bu da güvenilirliği artırıyor.
Yıllardır depolama denildiğinde akla gelen temel yöntem pompalı hidro oldu. Fazla enerji, barajın arkasında bulunan suyu yükselterek depolanır; ihtiyaç duyulduğunda su türbinleri çalıştırılarak elektrik üretilir. 2021 itibarıyla dünya çapında pompalanabilir hidro kapasitesi 160 gigavat olarak kayda geçti. Son yıllarda depolama talebinin artmasıyla büyük ölçekli pil depolama tesisleri hız kazandı. Uluslararası Enerji Ajansı’nın verileri, 2013’te 1 GW olan şebeke ölçeğindeki pil depolama kapasitesinin 2023’te 85 GW’ın üzerine ulaştığını ve sadece 2023’te 40 GW’ın üzerinde enerji eklendiğini gösteriyor.
Sıvı hava çözümü ise nispeten yeni bir konsept; temel fikir 1977’den beri var olsa da 21. yüzyıla kadar dikkat çekmedi. Bu süreç üç aşamadan oluşuyor: çevreden hava alınır ve temizlenir; hava yüksek basınca sıkıştırılarak depolanır; son olarak hava, yüksek verimli ısı değiştiricilerle soğutularak sıvı hâle getirilir. MIT üzerinde çalışan Shaylin Cetegen, “Şebekeden gelen enerji bu şarj sürecini destekliyor” diyor. Şebeke ek enerji istediğinde sıvı hava devreye girer; depodan pompalanıp buharlaştırılır, gaz hâline dönüştürülerek türbinler çalıştırılır ve elektrik şebekeye yeniden kazandırılır. Ardından hava atmosfere salınır. Ancak bu teknoloji, yeşil dönüşümü hızlandırabilmek için daha fazla sıvı hava depolama sisteminin yaygınlaşmasına ihtiyaç duyuyor.
Ara çözüm olarak Carrington’daki proje dünyanın en büyük ticari ölçekli girişimi olacak. Yirmi yıldır sıvı hava depolaması üzerinde çalışan Highview Power tarafından inşa edilen tesis, sonunda 300 megavat-saat depolama kapasitesi ve altı saatlik 50 megavatlık çıkış sunmayı hedefliyor; bu da yaklaşık 480.000 evin enerji ihtiyacını karşılayabilir anlamına geliyor. Projenin iki aşamada hayata geçeceği belirtiliyor: türbinin faaliyete geçmesi 2026 Ağustos’a planlanıyor; tam kapasiteyle ilerleyen üretim ise 2027’de başlaması bekleniyor. Yetkililer, bu sistemin şebekeye istikrar kazandıracağını ve bazı gazlı santrallerin gereğinden fazla çalışmasını engelleyebileceğini ifade ediyorlar.
Ekonomik zorluklar Cetegen, depolamanın kritik bir teknoloji olduğunu ancak maliyetler konusunda sıkıntılar doğurduğunu vurguluyor. ABD’nin 18 bölgesinde yapılan bir çalışmada, sıvı hava depolamasının farklı karbonsuzlaştırma senaryolarında ekonomik uygulanabilirliğini değerlendirdiler. En agresif senaryolarda Florida ve Teksas dışında uygulanabilirlik sınırlı çıktı. Ancak bu durum, sıvı hava depolamasını kötü bir fikir olarak göstermez; diğer depolama biçimlerine göre daha uzun ömürlü ve kayıpları düşük olan bir seçenek olarak öne çıkıyor. Yine de ilk yıllarda depolama tesisi yatırımlarının finansmanı için hükümetlerin sübvansiyonları önemli olabilir. Böylece enerji fiyatlarındaki oynaklık artarken, yenilenebilir enerji yönetiminin hızlı yayılımı depolamayı daha cazip hâle getirecek. Depolama maliyetleri genelde “seviyelendirme” yöntemiyle hesaplanır; sıvı havada bu rakam megavat-saat başına yaklaşık 45 dolar olarak ifade ediliyor; pompalı hidro için 120 dolar, lityum iyon piller için ise 175 dolar civarında. Cetegen, bu üç yöntemin şu an siyasi destek olmadan ekonomik olarak uygulanabilir görünmediğini, ancak sıvı hava depolamanın büyük ölçekli depolamada özellikle rekabetçi bir seçenek olduğunu belirtiyor.
Pompalı hidro, uzun ömürlü ve güvenilir olsa da konuma bağlı olarak su kaynağına ihtiyaç duyuyor. Piller ise her yerde kurulabilir olsalar da yaklaşık on yılda bir değişim gerektiriyor. Sıvı havanın avantajı ise enerjiyi pillerden çok daha uzun süre, kayıpları minimumda tutabilmesi. Yeşil dönüşüm sürecinde enerji şebekelerinin yeniden yapılandırılması gerektiği için, sıvı hava depolama kapasitesinin artması gelebilecek değişikliklere uyum sağlanmasına destek olabilir.
