Elektricitet från fossila bränslen blir alltmer ohållbar och en förskjutning mot förnybar energi - främst från solen och vinden - är avgörande. Förnybar produktion är redan billigare per enhet än dess förorenande motsvarigheter, men det faktum att solen inte alltid lyser och vinden inte alltid blåser utgör ett hinder för ett allvarligt övertagande av energisektorn.

Energilagring kan övervinna denna pressande "intermittency" -fråga. Om lagring var tillgänglig till tillräckligt låg kostnad och hög prestanda, förnybar energi skulle snabbt förtränga alla andra generationsformer.

Energin är redan lagrad, självklart, i batterier eller olika andra tekniker. Även reservoarer kan fungera som stora energilager. Men inget som finns eller är under utveckling kan också lagra energi, och lika billigt, som tryckluft.

Konceptet verkar enkelt:du suger bara in lite luft från atmosfären, komprimera den med elektriskt drivna kompressorer och lagra energin i form av tryckluft. När du behöver den energin släpper du bara ut luften och passerar den genom en maskin som tar energin från luften och vrider en elektrisk generator.

Tryckluftsenergilagring (eller CAES), för att ge det sitt fullständiga namn, kan innebära lagring av luft i ståltankar eller i mycket billigare inneslutningar djupt under vattnet. I vissa fall, högtrycksluft kan lagras i grottor djupt under jorden, antingen grävd direkt ur hårt berg eller bildats i stora saltavlagringar genom så kallad "lösningsbrytning", där vatten pumpas in och saltvatten kommer ut. Sådana saltgrottor används ofta för att lagra naturgas.

Tryckluft kan enkelt leverera den nödvändiga lagringsskalan, men det förblir grovt undervärderat av beslutsfattare, finansieringsorgan och själva energibranschen. Detta har hämmat utvecklingen av tekniken och innebär att det är troligt att mycket dyrare och mindre effektiva lösningar istället kommer att antas. För närvarande, tre viktiga problem står i vägen för tryckluft:

1. Det är inte en enda teknik

Ovanstående beskrivning av hur det fungerar är en förenkling. CAES är, faktiskt, inte en enda teknik utan en stor familj som inkluderar kompressionsmaskiner, expansionsmaskiner, värmeväxlare, utformningen av luftbutiker och utformningen av värmebutiker. Alla dessa kräver noggrann teknik för att bli rätt.

2. Det är bättre för längre tids förvaring

Just nu, vind och sol utgör fortfarande bara en liten del av den totala sektorn. Eftersom elektricitet från fossila bränslen kan täcka de mulna eller vindfria dagarna, förnybar energi används ofta direkt och behöver bara lagras under kort tid. För dessa situationer, batterier fungerar ganska bra och kan vara ekonomiskt hållbara.

Storskalig avkolning kommer att kräva att vi lagrar energi under mycket längre perioder, dock, till exempel från en solig dag för att använda en molnig dag. CAES är särskilt lämpad för lagringstider från några timmar till flera dagar.

All prisvärd energilagring innebär att energi omvandlas från elformen till någon annan form och lagras i den andra formen. För lagring med pumphydro, till exempel, den andra formen är vatten som har lyfts upp till en stor höjd. För CAES, den andra formen inkluderar både värme och högtrycksluft.

För sådana system, det finns separata kostnader för den utrustning som utför konverteringen och för själva lagringen. System som CAES och pumpad hydro involverar relativt dyr utrustning för kraftomvandlingen men mycket billiga avsättningar för lagring av energi. Dessa system, där små mängder kraft kan fylla mycket stora mängder lagring, är därför mycket ekonomiska för lagring av energi under en lång period.

3. CAES varar livet ut

Privata investeringar kräver hög avkastning. En indirekt effekt av detta är att investerare sätter mindre värde på vilken nytta som kan finnas kvar i en tillgång på längre sikt.

I de flesta CAES -system, kostnaderna koncentreras till saker som naturligtvis har mycket lång livslängd. Till exempel, en lösningsbrytad grotta i en saltfyndighet kan rimligen förväntas fungera i minst 100 år, medan högeffektsmaskiner för komprimering och expanderande luft normalt kan fungera i 50 år eller mer. Med avkastning över en så lång tidsperiod, det finns ett starkt argument om att åtminstone vissa storskaliga tryckluftsanläggningar ska behandlas som nationella infrastrukturprojekt som finansieras av regeringar.

Två stora tryckluftsanläggningar byggdes för decennier sedan, en i Huntorf, Tyskland och den andra i McIntosh, Alabama. Båda fungerar fortfarande mycket bra. Många hänvisar till dessa två anläggningar för att dra slutsatser om hur effektiv CAES kan vara och hur mycket eller lite det kan kosta.

Men detta är vilseledande och meningslöst. Båda anläggningarna utformades med mycket olika prioriteringar än de som är relevanta idag. Det är absolut nödvändigt att vi nu tänker om lagring av tryckluftsenergi och utvärderar det ordentligt mot bakgrund av vad som kan uppnås genom att utnyttja moderna metoder och kunskap.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.