Количество энергии, потребляемой в национальных сетях электроснабжения, зависит от времени суток. Как правило, пики энергопотребления наблюдаются вечером, в течение нескольких часов после того, как люди возвращаются домой с учебы или работы. Непродолжительные взлеты отбора мощности из сетей происходят также после крупных телевизионных спортивных трансляций, во время рекламных пауз и в утренние часы.
Обычно энергетические компании просто повышают подачу энергии, чтобы справиться с пиками. Но газовые турбины, которые дают дополнительную мощность во время пиков, все остальное время бездействуют, что крайне дорого и неэффективно. К тому же они требуют сложной процедуры пуска и обслуживания.
Исследователи из Лидского университета и Китайской академии наук нашли способ управлять энергетическими «часами пик», на которые уходит половина топлива, сжигаемого для генерации электричества. Они предлагают экологически более чистую и дешевую систему, которая будет хранить избыточную в «спокойные» часы энергию и отдавать ее в часы пик.
Идея заключается в использовании избыточной электроэнергии для производства жидкого азота и кислорода. Во время пикового спроса на электричество азот будет нагреваться теплом окружающей среды или основной газовой генерирующей установки и крутить турбину генератора. Чистый же кислород будет подаваться в камеру сгорания и смешиваться с природным газом, что делает процесс сгорания более эффективным. К тому же кислородное горение производит меньше окиси азота — вместо него образуется концентрированный поток углекислого газа, легко удаляемый в виде сухого льда (который весьма востребован в экономике).
Используя такую интегрированную систему, можно сократить на 50% количество топлива, необходимого для удовлетворения пикового спроса. Также снизятся и выбросы парниковых газов.