Sage Geosystems đã đi tiên phong trong phương pháp lưu trữ năng lượng giá rẻ mới, sử dụng trái đất như một ống thổi khổng lồ để bơm nước vào các vết nứt dưới lòng đất rồi cho nước phun ra với hiệu suất 70%. Nếu năng lượng nhiệt cũng được thu thập, hiệu suất có thể đạt tới 200%.
Phương pháp này bơm chất lỏng, thường là hơi nước, vào các mỏ dầu đá phiến và để ở đó trong vài giờ để làm nóng dầu và giảm độ nhớt, giúp bơm ra ngoài dễ dàng hơn.
Công ty Sage sử dụng bùn khoan mật độ cao sâu dưới lòng đất trong các giếng dầu bỏ hoang để đẩy các vết nứt mảnh mở ra ở áp suất cao, sau đó dùng bơm cao áp bơm nước vào để giữ cho các vết nứt ở trạng thái "phồng lên". Công việc được thực hiện bằng cách sử dụng năng lượng tái tạo dư thừa được thu thập trong ngày, sau đó các van được đóng lại để khóa nước.
Khi đến lúc cần phục hồi năng lượng, chỉ cần mở van; Áp lực hình thành xung quanh các vết nứt ép các vết nứt lại với nhau và nước bị đẩy trở lại đường ống, nơi nó được chạy qua tuabin để tạo ra điện. Trên thực tế, khi hệ thống chạy ngược lại, các động cơ và máy bơm ban đầu đẩy nước xuống đường ống sẽ trở thành tua-bin và máy phát điện, bơm năng lượng trở lại.
Nhưng việc tiếp cận các giếng sản xuất dầu cũ sâu trong lòng đất còn mang lại một lợi ích khác: nhiệt. Một hệ thống như EarthStore có thể mang lại đủ lợi nhuận như một hệ thống lưu trữ năng lượng hoặc lưới điện cục bộ, nhưng một khi bạn bắt đầu tính đến nhiệt, nó sẽ bắt đầu trở nên cực kỳ hấp dẫn.
Trái đất càng sâu thì càng ấm hơn và việc đạt tới nhiệt độ 180-220°C (350-430°F) là tương đối dễ dàng. Việc khai thác năng lượng địa nhiệt này thường không hiệu quả về mặt chi phí, nhưng hệ thống lưu trữ năng lượng "huff&puff" đã thay đổi đáng kể con số này.
Hệ thống EarthStore giữ nước tiếp xúc với đá nóng, tiếp xúc đáng kể với bề mặt và khóa nước ở đó. Vì vậy, khi nước được giải phóng, nhiệt không chỉ làm tăng áp lực lên dòng hồi lưu của nước, làm cho tua-bin chạy mạnh hơn mà còn có cơ hội thu nhiệt qua bộ trao đổi nhiệt để cuối cùng bạn nhận được nhiều năng lượng từ "pin đất" hơn lượng đưa vào.
Đó không phải là tất cả; Sage gợi ý rằng nếu nhiều giếng lưu trữ năng lượng Trái đất được đặt cạnh nhau và thiết bị khoan, v.v. không cần phải tháo rời để vận chuyển, nhờ đó tiết kiệm chi phí, thì chúng có thể được kết hợp để chạy như một động cơ nhiệt áp nhiều xi-lanh.
Mảng giải phóng nước nóng từ bể chứa dưới lòng đất, làm mát bằng bộ trao đổi nhiệt để thu điện rồi bơm ngay lập tức nước làm mát trực tiếp đến giếng liền kề để lưu trữ. Thay vì lưu trữ chất lỏng trên mặt đất, toàn bộ quá trình có thể chạy qua lại giữa hai xi lanh.
Theo Sage, việc lắp đặt 18-20 thiết bị này tại một địa điểm sẽ tạo ra một nhà máy lưu trữ năng lượng tái tạo 50 megawatt, sản xuất hiệu quả gấp đôi năng lượng đầu vào. Bạn có thể coi nó như một phương pháp lưu trữ năng lượng nâng cao, hoặc bạn có thể nghĩ nó như một cách để làm cho năng lượng địa nhiệt tương đối nông trở nên khả thi hơn về mặt kinh tế, nhưng đó là một ý tưởng khá hay.
Sage cho biết rằng xét về mức độ chi phí lưu trữ (LCoS), bản thân giải pháp EarthStore sẽ rẻ hơn so với pin lithium-ion hoặc hệ thống lưu trữ thủy điện được bơm - trên thực tế, là một phương pháp ổn định lưới điện trong thời kỳ cao điểm, dự kiến chi phí sẽ ngang bằng với các nhà máy chạy bằng khí đốt tăng đỉnh.
Chương trình thí điểm kéo dài sáu tháng ở Texas đã kết thúc. Dự án sử dụng giếng thăm dò để khoan các lỗ ở độ sâu 7.920 ft và 11.140 ft (2.400 m và 3.400 m), tạo ra một vết nứt cao 3.200 ft (1 km) và rộng 200-300 ft (60-90 m).
Các bức tường của vết nứt này chỉ cách nhau 0,1-0,2 inch (2,5-5 mm) m), nhưng bằng cách bơm và xả nước, đồng thời liên tục duy trì đủ áp suất trong hệ thống để ngăn vết nứt đóng lại, thể tích của vết nứt giãn ra và co lại theo hệ số 2, dao động trong khoảng 7.500-15.000 thùng (1,2-2,4 triệu lít, 315.000-630.000 gallon).
Cindy Taff, Giám đốc điều hành của Sage Geographic Systems, cho biết trong một thông cáo báo chí: "Chúng tôi đã giải mã để bổ sung hoàn hảo cho năng lượng tái tạo, cung cấp giải pháp thay thế phụ tải nền đáng tin cậy, có khả năng cạnh tranh về mặt chi phí với pin lithium-ion và các nhà máy sử dụng khí đốt tự nhiên. Công nghệ lưu trữ năng lượng của chúng tôi có thể cung cấp lượng điện lớn - từ hoạt động khai thác từ xa đến trung tâm dữ liệu cho đến giải quyết tình trạng thiếu năng lượng ở các vùng sâu vùng xa. đảo/lưới điện siêu nhỏ với các giải pháp năng lượng sạch đã được kiểm chứng và sẵn sàng mở rộng quy mô "
Sage đã nhận được khoản đầu tư từ chuyên gia khoan Nabors Industries và quỹ đầu tư mạo hiểm công nghệ sạch Virya để huy động thêm 30 triệu USD trong vòng cấp vốn Series A hiện tại và tiếp tục xác nhận, thương mại hóa, tối ưu hóa và mở rộng quy mô hệ thống.