Korkeat rakennukset energiavarastoiksi

Tuore itävaltalaistutkimus kertoo, miten korkeiden rakennusten hissit ja tyhjät huoneistot voivat varastoida energiaa.

Tuore itävaltalaistutkimus kertoo, miten korkeiden rakennusten hissit ja tyhjät huoneistot voivat varastoida energiaa.

Shutterstock

EU:n tilastojen mukaan 22,1 prosenttia EU-maiden energiankulutuksesta katetaan uusiutuvilla energiamuodoilla, kuten aurinko-, tuuli- ja vesivoimalla.

Ilmastoystävällisen energian osuutta voidaan kasvattaa, jos energian varastointia tehostetaan. Itävaltalaisen IIASA-tutkimuslaitoksen ehdotus tarjoaa siihen yhden ratkaisun.

Itävaltalaistutkijoiden mukaan energiaa voidaan varastoida korkeissa rakennuksissa tuulettomien ja pilvisten päivien varalle.

Tarkoitus on käyttää olemassa olevia rakennuksia ja niiden hissejä energiavarastoina muiden akkuratkaisujen rinnalla.

Näin rakennus varastoi energiaa

Itävaltalaistutkijoiden ratkaisu perustuu painovoimaan, märkään hiekkaan, hisseihin ja rakennusten käyttämättömiin tiloihin sekä pieniin robotteihin.

Kun sähkön kulutus on pienempi kuin tuotanto, sähköllä käytetään robotteja. Robotit lastaavat hisseihin säkkejä, joissa on kosteaa hiekkaa. Hiekkasäkit viedään rakennuksen yläkerroksiin, missä robotit varastoivat ne tyhjiin tiloihin.

Tuulettomina ja pilvisinä päivinä vihereän sähkön tuotanto pienenee ja hinta nousee. Tähän ongelmaan itävaltalaistutkijoiden idea tarjoaa ratkaisun.

© Shutterstock

Kun sähkön kulutus kasvaa ja aurinko- ja tuulivoimaloiden sähköntuotanto on vähäistä, robotit lastaavat hiekkasäkit takaisiin hissiin, joka alas tullessaan pyörittää sähköä tuottavaa generaattoria.

IIASA:n tutkijat ovat antaneet menetelmälle nimen LEST (Lift Energy Storage Technology eli hissienergian varastointitekniikka). Menetelmä on kuvattu myös Science Direct -tiedejulkaisussa.

Hisseistä energiaa koko Saksalle

Korkeat rakennukset ovat hyviä energiavarastoja, koska hissi tuottaa sitä enemmän energiaa, mitä pidemmän matkan raskas kuorma laskeutuu.

Itävaltalaistutkijat ovat laskeneet, että 5 000 tonnin hiekkakuorman kuljettaminen 100 metriä korkealla hissillä tuottaa 1,09 megawattituntia (MWh) energiaa.

Jos samalla matkalla kuljetaan kymmenkertainen kuorma, myös energian määrä kymmenkertaistuu.

Maailmassa on noin 18 miljoonaa hissiä. Niillä olisi IIASA:n mukaan mahdollista tuottaa 30–300 gigawattituntia energiaa. Tarkka määrä riippuu siitä, miten usein hissejä voidaan käyttää energiantuotantoon.

Hissienergian potentiaali on melkoinen. Saksan tilastokeskuksen Statistisches Bundesamtin mukaan maan kotitalouksien energiankulutus on 127,4 gigawattituntia vuodessa.

Jos maailman hissien koko energiantuotantopotentiaali saataisiin käyttöön, se vastaisi lähes puolta EU-maiden kotitalouksien energiantarpeesta. EU:ssa on 197 miljoonaa kotitaloutta.

Lisätutkimusta tarvitaan

Itävaltalaistutkijoiden mukaan 50 metrin hissimatkalla tuotetun LEST-sähkön hinta olisi 124 euroa kilowattitunnilta. Se on tutkijoiden mukaan puolet nykyisten akkuratkaisujen kustannuksista.

Kestää kuitenkin vielä jonkin aikaa, ennen kuin pilvenpiirtäjien asukkaat joutuvat jakamaan hissinsä hiekkasäkkien kanssa.

Ratkaisua vailla on esimerkiksi se, miten pilvenpiirtäjien yläkerroksista löydetään tilaa kaikille hiekkasäkeille ja miten ylimääräiset tonnit varastoidaan niin, että rakennusten rakenteet eivät sorru.

Itävaltalaistutkijat uskovat kuitenkin, että LEST voi olla osaratkaisu energian hajautetussa varastoinnissa etenkin suurkaupungeissa, joissa on paljon korkeita rakennuksia ja tuuli- ja aurinko-olosuhteet vaihtelevat.