Каковы альтернативы литий-ионным аккумуляторным батареям?

Среди систем хранения энергии литий-ионные аккумуляторы, безусловно, являются самой востребованной технологией.Но постепенно становятся все более популярными другие, более эффективные формулы.

За возобновляемой энергией будущее, но ее крупномасштабное использование требует передовых решений для хранения энергии.Производство энергии из таких источников, как солнечная и ветровая, варьируется и не всегда соответствует спросу на энергию.Именно здесь в игру вступают системы хранения энергии, имеющие основополагающее значение для обеспечения доступности в трудные времена и снижения зависимости от ископаемого топлива.Пока что рынок сосредоточился только на одном исключении:там литиевая батарейка.

Но доминирование литий-ионных батарей в хранении энергии вскоре может быть брошено вызовом группе новых технологий, целью которых является сохранение энергии в течение многих часов, а затем и намного дольше.Расследование «Обследование стоимости долговременного хранения энергии» Отчет BloombergNef о стоимости долговременного хранения энергии показывает, что, хотя большинство этих технологий все еще находятся на ранних стадиях разработки и стоят дорого, некоторые уже достигают более низких затрат к литий-ионным с лучшими характеристиками.

Существуют технологии хранения, более эффективные, чем литиевые

С увеличением производства возобновляемой энергии, растет потребность в накоплении энергии на длительные периоды времени.Хранение энергии, полученной из чистых источников, чтобы справиться с непостоянством самих источников, является основной функцией аккумуляторных батарей.Согласно исследованию Bloomberg, системы хранения тепловой энергии (Тес:Хранение тепловой энергии) и сжатого воздуха (Цес:Энергетический накопитель сжатого воздуха) представляют собой наиболее экономичные решения для длительного хранения энергии с соответствующей стоимостью 232 и 293 доллара за киловатт-час.Для сравнения, в 2023 году литий-ионные системы стоили в среднем 304 доллара за киловатт-час за 4 часа работы.Эти новые технологии, а также дешевле для продолжительности, превышающей восемь часов, они также предлагают возможность хранения энергии на срок до 24 часов с возможностью продления.

Как правило, стоимость единицы большинства решений длительного хранения энергии снижается с каждым добавленным часом хранения.Это особенно относится к системам TES и CAES, что делает эти технологии более эффективными, чем литий-ионные батареи.Последние, по сути, влекут за собой линейный рост затрат с увеличением времени хранения.Анализ Bloomberg подчеркивает, что, за исключением Китая, где литий-ионные батареи очень дешевы, новые решения для хранения уже стали удобнее на многих рынках на продолжительность, превышающую восемь часов.

Сегодня, что касается литиевых батарей, по всему миру установлено около 16 ГВт (или 35 ГВтч:первое измерение, ватт, выражает мощность, то есть энергию, произведенную за секунду, а ватт/час выражает энергию, произведенную за данный период) систем коммунального масштаба, то есть в больших масштабах, и к 2026 году оценивается цель в 63 ГВт;на европейском уровне в 2021 году будет установлено около 4,6 ГВт (или 7,7 ГВтч).Однако, учитывая всю глобальную мощность, установленную для всех приложений, включая электронную мобильность, электронику, жилые хранилища, их мощность составляет примерно 1500 ГВтч.В 2022 году мировое производство литиевых элементов (также охватывающих сектор электромобильности) достигнет 700 ГВтч/год, при этом операторы работают на рынке более 10 лет.

А в Италии?

Для привлечения инвестиций в сектор хранения в Италии компания Законодательный декрет 210/21 представил MACSE (Механизм обеспечения емкости электрической памяти), механизм, предназначенный для поддержки распространения и интеграции возобновляемых источников энергии в национальную электроэнергетическую систему, стимулирование развития мощностей по хранению энергии.Цель Macse — гарантировать, что электроэнергия, произведенная в избытке в периоды низкого спроса, может храниться, а затем высвобождаться, когда спрос высок, тем самым стабилизируя электросеть и уменьшая необходимость прибегать к ископаемому топливу для компенсации пиковых потерь.

Macse предполагает заключение долгосрочных контрактов на поставку посредством конкурентных аукционов.Эти аукционы организуются Arera (Регулирующим органом энергетики, сетей и окружающей среды) при поддержке GSE (Менеджер энергетических услуг) и управляются Terna, владельцем итальянской сети передачи электроэнергии.В аукционах могут участвовать операторы, уполномоченные строить и эксплуатировать новые системы хранения энергии.Максе рассматривает различные технологии хранения энергии, но выбор подходящих технологий зависит от их технологической и коммерческой зрелости.Таким образом, в настоящее время основными включенными технологиями являются литий-ионные аккумуляторы и гидроэлектрические насосы, идеально подходит для крупномасштабного и долгосрочного хранения энергии.

• Что такое гидроэлектрические насосы? Они представляют собой технологию хранения энергии, используемую для хранения избыточной электроэнергии, производимой в периоды низкого спроса, и высвобождения ее в периоды высокого спроса.В этой системе используются два водных бассейна на разной высоте и механизм откачки и генерации.При избытке электроэнергии, например, ночью, когда спрос низкий, эта энергия используется для перекачки воды из нижнего бассейна в верхний.Этот процесс преобразует электрическую энергию в гравитационную потенциальную энергию.Когда спрос на электроэнергию увеличивается, вода, хранящаяся в верхнем бассейне, высвобождается через турбины, которые производят электроэнергию, в то время как вода течет в нижний бассейн.Этот процесс преобразует гравитационную потенциальную энергию воды в кинетическую энергию, а затем в электрическую энергию.

Но Macse тоже был задуман способствовать внедрению инновационных технологий, резервируя 10% долю квот на закупки для новых решений, которые могут оказаться конкурентоспособными в будущем.Это позволяет новым технологиям постепенно завоевывать позиции на рынке хранения энергии и, если они покажут многообещающие результаты, бросить вызов доминированию литиевых батарей.