How scientists turn lakes into giant batteries

Tłumaczenie: Maciej Maroszek Korekta: Rysia Wand

As of 2020, the world’s biggest lithium-ion battery

W 2020 roku największa na świecie bateria litowo-jonowa

is hooked up to the Southern California power grid

znajdowała się w południowej Kalifornii.

and can provide 250 million watts of power,

Może ona dostarczyć 250 milionów watów energii,

or enough to power about 250,000 homes.

co wystarczy do zasilenia 250 000 domów.

But it’s actually not the biggest battery in the world:

To jednak nie jest największa bateria na świecie.

these lakes are.

Są nią te jeziora.

Wait— how can a pair of lakes be a battery?

Ale zaraz, jak dwa jeziora mogą być baterią?

To answer that question, it helps to define a battery:

Aby odpowiedzieć na to pytanie, trzeba ustalić, czym są baterie.

it’s simply something that stores energy and releases it on demand.

Bateria to coś, co potrafi magazynować energię i uwalniać ją w razie potrzeby.

The lithium-ion batteries that power our phones, laptops, and cars

Baterie litowo-jonowe, które zasilają nasze telefony, laptopy i auta

are just one type.

to tylko jeden z typów baterii.

They store energy in lithium ions.

Magazynują one energię w jonach litu.

To release the energy, the ions are separated from their electrons,

Aby uwolnić energię, jony oddziela się od elektronów,

then rejoined at the other end of the battery

a następnie ponownie łączy na drugim końcu baterii

as a new molecule with lower energy.

jako nową molekułę z niższą energią.

How do the two lakes store and release energy?

Jak dwa jeziora magazynują i uwalniają energię?

First, one is 300 meters higher than the other.

Po pierwsze, jedno jezioro leży 300 metrów wyżej od drugiego.

Electricity powers pumps that move billions of liters of water

Pompy elektryczne transportują miliardy litrów wody

from the lower lake to the higher one.

z niżej położonego jeziora do jeziora położonego wyżej.

This stores the energy by giving the water extra gravitational potential energy.

Tak magazynuje się energię nadając wodzie energię potencjalną grawitacji.

Then, when there’s high demand for electricity,

Następnie, kiedy pojawi się duże zapotrzebowanie na prąd,

valves open, releasing the stored energy by letting water flow downhill

uwalnia się przechowywaną energię, otwierając zawory, aby woda spłynęła w dół

to power 6 giant turbines that can generate 3 billion watts of power

i napędziła 6 ogromnych turbin,

które mogą generować 3 miliardy watów prądu

for 10 hours.

przez 10 godzin.

We’re going to need more and more giant batteries.

W przyszłości będziemy potrzebować coraz więcej ogromnych baterii,

That’s because right now, generating enough electricity to power the world

bo obecnie wygenerowanie ilości prądu potrzebnej światu

produces an unsustainable amount of greenhouse gas:

wytwarza za wiele gazów cieplarnianych:

14 billion tons per year.

14 miliardów ton rocznie.

We’ll need to get that number down to net-zero.

Trzeba zredukować tę ilość do zera.

But many clean energy sources can’t produce electricity 24/7.

Wiele odnawialnych źródeł energii

nie może generować prądu 24 godziny na dobę,

So to make the switch, we need a way to store the electricity until it's needed.

więc żeby móc na nich polegać, trzeba umieć przechować prąd na zapas.

That means we need grid-scale batteries:

Trzeba zatem baterii na skalę przemysłową:

batteries big enough to power multiple cities.

tak dużych, że mogłyby zasilać wiele miast.

Unfortunately, neither of the giant batteries we’ve talked about so far

Niestety, żadna z ogromnych baterii, o których mówiliśmy wcześniej,

can solve this problem.

nie rozwiąże tego problemu.

The two lakes setup requires specific geography, takes up a lot of land,

Bateria z jezior wymaga odpowiedniego terenu, zabiera dużo miejsca,

and has high upfront costs to build.

a koszty jej budowy są wysokie.

The giant lithium-ion battery in California, meanwhile,

Zaś ogromna bateria litowo-jonowa w Kalifornii

can power about 250,000 homes, yes, but only for an hour.

może owszem zasilić 250 000 domów, ale energii starczy tylko na godzinę.

Lithium-ion batteries are great for things that don’t use a lot of power.

Baterie litowo-jonowe sprawdzają się w urządzeniach zużywających mało prądu.

But to store a lot of energy, they have to be huge and heavy.

Muszą być jednak duże i ciężkie, żeby móc magazynować więcej energii.

That’s why electric planes aren’t a thing:

To dlatego nie ma elektrycznych samolotów.

the best electric plane can only carry two people

Najlepszy samolot elektryczny przewiezie tylko 2 osoby

for about 1,000 kilometers on one charge,

na 1000 kilometrów na jednym ładowaniu

or its batteries would be too heavy to fly.

bo nie zdołałby unieść więcej baterii.

A typical commercial jet can carry 300 people over 14,000 km

Standardowy samolot pasażerski przewiezie 300 osób na ponad 14 000 km

before refueling.

na jednym baku.

Lithium-ion batteries also require certain heavy metals to make.

Produkcja baterii litowo-jonowych wymaga również określonych metali ciężkich.

These resources are limited, and mining them often causes environmental damage.

Ich zasoby są ograniczone, a ich wydobycie często szkodzi środowisku.

Inventors all over the world are rising to the challenge

Naukowcy z całego świata próbują z całych sił wynaleźć baterie,

of making batteries that can meet our needs—

które zaspokoją potrzeby energetyczne ludzkości.

many of them even weirder than the two lakes.

Wiele pomysłów jest jeszcze dziwniejszych niż dwa jeziora.

One company is building a skyscraper battery.

Jeden z nich zakłada zbudowanie baterii-wieżowca.

When the sun is shining, a crane powered by solar energy

Za dnia dźwig zasilany energią słoneczną

piles blocks on top of each other in a tower.

układałby bloki jeden na drugim formując wieżę.

At night, the cranes let gravity pull the blocks down

Nocą siłą grawitacji opuszczałby bloczki,

and use the resulting power to spin generators.

a uzyskana energia napędzałaby generatory prądu.

Though there have been some early setbacks,

Mimo początkowych przeszkód, inny obiecujący projekt

another promising approach involves heating up salts until they melt.

zakłada podgrzewanie soli aż do stopnienia.

The molten salt can be stored until there’s a high demand for electricity,

Roztopione sole można magazynować na czas wysokiego zapotrzebowania na prąd,

then used to boil water.

a następnie użyć do gotowania wody.

The steam can power turbines that generate electricity.

Wydzielona przy tym para zasili turbiny, które będą generować prąd.

Another idea: bio-batteries made from paper, powered by bacteria,

Innym pomysłem są bio-baterie z papieru zasilane bakteriami

and activated by spit.

i aktywowane śliną.

Bacteria release energy in the form of electrons when they metabolize glucose,

Bakterie wydzielają energię w formie elektronów

przy trawieniu glukozy.

and at least one species of bacteria can transfer those electrons

Jeden z gatunków bakterii może przenosić takie elektrony

outside its cells, completing a circuit.

poza własne komórki i tym samym mógłby zamknąć obwód.

While these batteries won’t power a city, or even a house,

Takie baterie nie zasilą miasta ani nawet domu,

they don't have the waste and cost concerns of traditional batteries.

ale w porównaniu do zwykłych baterii są mniej szkodliwe i tańsze.

From vast mountain lakes to microscopic bacteria,

Od rozległych górskich jezior po mikroskopijne bakterie,

from seawater batteries that bypass the need for heavy metals

od baterii z wody morskiej, które nie potrzebują metali ciężkich,

to nuclear batteries that power deep space missions,

po baterie jądrowe używane w misjach kosmicznych,

we're constantly rethinking what a battery can be.

ludzkość cały czas wynajduje baterie na nowo.

The next unlikely battery could be hiding in plain sight—

Może kolejna niewiarygodna bateria pozwalająca osiągnąć stabilną przyszłość

just waiting to be discovered and help us achieve a sustainable future.

jest na wyciągnięcie ręki i tylko czeka na odkrycie.