Obnovljiva energija - karika koja nedostaje

Šta je ključ za korišćenje obnovljive energije kao što je solarna ili energija vetra? Skladištenje, da bismo imali napajanje i onda kada nema sunca ili kada ne duva vetar. U ovom pristupačnom, inspirativnom govoru Donald Sedovej pokazuje budućnost velikih baterija koje skladište obnovljivu energiju. Kako on kaže: ''Moramo drugačije razmišljati o problemu. Mnogo razmišljati. Razmišljati o jeftinom rešenju."

Struja koja napaja svetla u ovom pozorištu

proizvedena je pre par trenutaka.

Kako danas stoje stvari,

potražnja za električnom energijom

mora da bude ujednačena
sa njenim zalihama.

Da je, za vreme koje mi je trebalo
da izađem na ovu pozornicu,

desetine megavata energije vetra

prestalo da dotiče u mrežu,

razliku bi istog trenutka nadoknadili

iz nekih drugih generatora.

Međutim, termoelektrane,
nuklearne elektrane

ne mogu tako brzo reagovati.

Ogromna baterija bi mogla.

Sa nekom gigantskom baterijom

mogli bismo da rešimo problem u prekidu

koji sprečava dotok vetra
i solarne energije u mrežu

na način kako je to sa ugljem, gasom
i nuklearnom energijom danas.

Vidite, baterija je ključni uređaj ovde.

Pomoću nje bismo mogli crpiti
struju od sunca

čak i kada ono ne sija.

To menja sve,

jer su onda obnovljivu energiju

koja potiče od vetra ili sunca

na ovu scenu dopremila krila.

Danas želim da govorim
o jednom takvom uređaju.

To je baterija od tečnog metala.

To je novi oblik skladištenja energije

koju sam otkrio na MIT-u

zajedno sa timom studenata

i doktoranata.

Tema ovogodišnje TED konferencije
je "Pun spektar".

Oksfordski rečnik definiše spektar

kao "ceo niz talasnih dužina

elektromagnetnog zračenja,

od najdužih radio talasa
do najkraćih gama zraka,

od kojih je opseg vidljive svetlosti

samo jedan mali deo."

Nisam ovde samo da bih govorio o tome

kako je moj tim sa MIT-a
izvukao iz prirode

rešenje za jedan od najvećih
svetskih problema.

Želim obuhvatiti puni spektar

i želim da vam ispričam da smo,

u procesu razvoja ove nove tehnologije,

otkrili iznenađujuće zablude

koje mogu postati nauk za inovacije,

ideje vredne širenja.

Znate, ako želimo spasiti ovu zemlju

iz trenutne energetske situacije,

to ne možemo uraditi samo očuvanjem,

samo probijanjem,

ili samo bombardovanjem.

Uradićemo to na staromodni američki način,

sami ćemo pronaći svoj put inovacijama,
radeći zajedno.

(Aplauz)

Hajde da počnemo.

Bateriju je izumeo
pre otprilike 200 godina

profesor Alesandro Volta

na Univerzitetu u Padovi, Italija.

Iz ovog izuma se rodila
nova grana nauke, elektrohemija,

takođe i nove tehnologije,

kao što je galvanizacija.

I da ne previdimo,

Voltin izum baterije

prvi put je pokazao

korisnost profesora.

(Smeh)

Do Volte, niko nije mogao zamisliti

da bi profesori mogli biti korisni.

Evo prve baterije.

Gomila novčića, cink i srebro,

odvojeni kartonom
natopljenim u slanu vodu.

Ovo je početak osmišljavanja baterije -

dve elektrode,

u ovom slučaju metali različitog sastava,

i elektrolit,

u ovom slučaju so rastvorena u vodi.

Ta nauka je dotle jednostavna.

Doduše, izostavio sam neke detalje.

Pokazao sam vam

da je nauka o baterijama jednostavna

i postoji hitna potreba za skladištenje
na mrežnom nivou,

ali činjenica je

da danas ne postoji tehnologija
izrade baterija

koja može da udovolji

zahtevnim specifikacijama mreže,

a to su neobično velika snaga,

dug rok trajanja

i izuzetno niske cene.

O problemu moramo razmisliti
na drugačiji način.

Ono što osmislimo

mora biti nešto veliko, a jeftino.

Hajde da zaboravimo ideju

o potrazi za super hemikalijom

i nadamo se da ćemo onda spustiti cene

povećavanjem proizvodnje.

Umesto toga, otkrijmo nešto
što će cenom parirati struji.

To znači

da su određeni delovi periodnog sistema

nesumnjivo isključeni.

Ova baterija mora da se napravi

od elemenata kojih ima u izobilju.

Ako želite napraviti nešto
što će imati prizemnu cenu,

napravite to od zemlje -

(Smeh)

poželjno je od nečistoće

iz lokalne sredine.

Za izradu ove stvari moramo koristiti

jednostavne proizvodne tehnike

i fabrike koje ne koštaju bogatstvo.

Pre otprilike šest godina

počeo sam da razmišljam o ovom problemu.

Da bih usvojio novu perspektivu,

tražio sam inspiraciju izvan polja
skladištenja električne energije.

U stvari, tražio sam tehnologiju

koja niti skladišti, niti proizvodi
električnu energiju,

već je troši u ogromnim količinama.

Govorim o proizvodnji aluminijuma.

Postupak su otkrili 1886. godine
dva 22-godišnjaka,

Hol iz SAD i Irol iz Francuske.

Samo nekoliko godina
nakon njihovog otkrića,

aluminijum se promenio;

od dragocenog metala kao što je srebro,

postao je običan strukturni materijal.

Upravo gledate osnovnu jedinicu
moderne topionice aluminijuma.

Široka je oko 15 metara

i prostire se na oko 800 m -

sve su to nizovi ćelija

koje iznutra podsećaju
na Voltinu bateriju,

ali uz tri bitne razlike.

Voltina baterija radi
na sobnoj temperaturi.

Snabdevena je sa dve krute elektrode

i elektrolitom, rastvorom soli i vode.

Ćelija Hol-Irol

radi na visokoj temperaturi,

dovoljno visokoj

da aluminijum pretvori u tečnost.

Elektrolit nije rastvor soli i vode,

već istopljena so.

Ovo je kombinacija tečnog metala,

otopljene soli i visoke temperature,

i ono omogućava protok jake struje.

Danas se može proizvesti
primarni metal iz ruda

po ceni manjoj od 50 centi
za otprilike pola kilograma.

To je ekonomsko čudo

savremene elektrometalurgije.

Ovo je privuklo i držalo
moju pažnju do te mere

da sam postao opsednut izumom baterije

koja bi mogla da zgrne ovakav
giganstski ekonomski rast.

I uspeo sam.

Napravio sam tečnu bateriju -

obe elektrode od tečnog metala

i rastopljena so kao elektrolit.

Sad ću da vam pokažem.

Tako sam stavio

tečni metal niske gustine na vrh,

tečni metal visoke gustine na dno,

a između je otopljena so.

E sada,

kako izabrati metale?

Za mene,

stvaranje uvek počinje ovde,

sa periodnim sistemom,

koji je objavio još jedan profesor,

Dmitrij Mendeljejev.

Sve što poznajemo

je neka kombinacija

onoga što je ovde prikazano.

To uključuje i naša tela.

Sećam se jednog trenutka

kada sam tražio par metala

kojih ima u izobilju

na zemlji,

koji su različiti, suprotne gustine

i u međusobnoj su reakciji.

Bio sam uzbuđen kad sam shvatio

da sam blizu odgovora.

Magnezijum za gornji sloj.

Antimon za donji sloj.

Moram da vam kažem

šta je najveća korist od toga
što ste profesor -

krede u boji.

(Smeh)

Da bi proizveo struju,

magnezijum gubi dva elektrona

da bi postao jon,

koji se zatim kreće kroz elektrolit,

prihvata dva elektrona od antimona,

a zatim se meša s njim i stvara leguru.

Elektroni funkcionišu

u stvarnom svetu,

napajajući naše uređaje.

Da bismo napunili bateriju,

povezujemo je na struju.

Može da potiče od vetrenjača.

Zatim pretvaramo struju.

Ovo primorava magnezijum
da se odvoji iz legure

i vrati na gornju elektrodu

i ponovo se uspostavlja
početno stanje baterije.

Struja koja prolazi između elektroda

proizvodi dovoljno toplote
da održava temperaturu.

To je sjajno,

makar teoretski.

Međutim, da li zaista radi?

Šta dalje?

Idemo u laboratoriju.

Da li angažujem iskusne profesionalce?

Ne, angažujem studenta,

nadgledam,

podučavam ga kako da razmišlja o problemu,

da ga vidi iz moje perspektive,

a onda ga pustim.

Ovo je taj student, Dejvid Bradvel,

koji na ovoj slici

izgleda kao da se pita
da li će ovo ikad proraditi.

Tada nisam rekao Dejvidu

da ni sam nisam ubeđen u to.

Međutim, Dejvid je mlad, pametan,
želi doktorat

i počinje da radi -

(Smeh)

Počinje da pravi

prvu bateriju od tečnog metala
ovakvog hemijskog sastava.

Na osnovu Dejvidovih početnih rezultata,
koji su obećavali,

i bili plaćeni sredstvima MIT-a,

uspeo sam da nađem sponzore

iz privatnog sektora i od vlade.

Tako sam mogao
da proširim tim na 20 ljudi,

koji su bili diplomci, naučnici

ili čak pred diplomom.

Privukao sam stvarno dobre ljude,

one koji su delili moju strast za naukom

i za služenjem društvu,

a ne za izgradnju karijere.

Ako pitate ove ljude

zašto rade na baterijama od tečnog metala,

njihov odgovor podseća

na opasku predsednika Kenedija

na Rajs Univerzitetu 1962. godine,

kada je rekao, a sada parafraziram:

"Radimo na mrežnom skladištenju

ne zato što je to lako,

nego zato što je to teško."

(Aplauz)

Ovo je evolucija baterije
sa tečnim metalom.

Počinjemo sa radnom mašinom
od jedan vat po satu.

Nazvao sam je čašicom.

Uradili smo više od 400 komada,

usavršavali izvedbu mnoštvom hemikalija,

ne samo magnezijumom i antimonom.

Dostigli smo 20 vat-sati po ćeliji.

Zovem je "hokejski pak".

Postigli smo značajne rezultate.

To je već bio "tanjirić".

To je dvesta vat-sati.

Pokazalo se da je ta tehnologija

snažna i prilagodljiva,

ali nismo napredovali dovoljno brzo.

Pre godinu i po

Dejvid i ja sa ostalim članovima tima,

osnovali smo kompaniju

da bismo ubrzali napredak

i trku u proizvodnji.

Danas u LMBC-u

proizvodimo ćelije prečnika 40 cm

sa kapacitetom od jedan kilovat-sati,

što je hiljadu puta više
od početne čašice.

Sad je već nazivamo "pica".

Sad već imamo u izgledu ćeliju
od četiri kilovat-sati.

Biće 90 cm u prečniku.

To nazivamo "kafanski sto",

ali još nismo spremni da prikažemo.

Jedna od varijanti je

da sastavimo ove tzv. kafanske stolove
u module,

da ih spojimo u jednu ogromnu bateriju

koja bi stala u prostor dužine 12 m,

a koji bi mogao da stoji na otvorenom.

Ovo ima kapacitet dva megavat-sati,

dva miliona vat-sati.

To je energija koja je dovoljna

da zadovolji dnevne potrebe za strujom

za 200 domaćinstava u Americi.

To je, dakle, mrežno skladištenje -

bešumno, bez štetne emisije,

bez pokretnih delova,

sa daljinskim upravljanjem,

proizvedeno po tržišnoj ceni,

bez subvencije.

Šta smo naučili iz ovoga?

(Aplauz)

Šta smo naučili?

Reći ću vam nešto

o iznenađenjima, zabludama.

One se ne vide.

Temperatura -

po opštem saznanju treba da je niska,

približna sobnoj temperaturi,

i potrebno je instalirati sistem
koji će to održavati.

treba izbeći gubitak temperature.

Baterija od tečnog metala treba
da radi na visokoj temperaturi

uz mimimalnu regulaciju.

Naša baterija podnosi visoke
temperaturne promene

koje potiču od prenapona struje.

Skaliranje - opšte je prihvaćeno

da cenu treba smanjiti
povećanjem proizvodnje.

Tečna baterija se proizvodi
uz umanjene troškove,

kroz proizvodnju manjeg broja,
ali će biti veće.

Konačno, ljudski resursi -

opšte je poznato
da treba zaposliti stručnjake,

iskusne profesionalce,

koji se oslanjaju
na svoje ogromno iskustvo i znanje.

Da bismo razvili bateriju od tečnog metala

zaposlio sam post-doktorante
i usmeravao sam ih.

Što se tiče baterije,

nastojim da električni potencijal
dovedem do najviše tačke;

kada sam mentor, do najviše tačke
dovodim ljudski potencijal.

Eto, vidite,

priča o bateriji sa tečnim metalom

je više od izveštaja
o pronalasku nove tehnologije.

To je plan za otkrivanje inovatora,
u punom spektru.

(Aplauz)