Uz sve veću penetraciju obnovljivih izvora energije u elektroenergetskim mrežama diljem svijeta, postalo je ključno upravljati nesigurnošću i varijabilnošću opskrbe električnom energijom. Prema nedavnom izvješću tržišta IDTechEx, očekuje se da će se dugotrajne energetske pohrane (LDES) do 2030-ih godina odrediti ključnu ulogu u podršci elektroenergetskim mrežama s većom koncentracijom obnovljive energije.
Izvješće ističe da će šokantnih 1,4 TWh LDES-a biti instalirano diljem svijeta do 2044. Iako se očekuje da će mehanički energetski sustavi biti ključni doprinositelji implementacije LDES-a, također postoji pomak prema većoj diversifikaciji LDES tehnologija do 2040-ih godina.
Trenutno se razvijaju i komercijaliziraju razne LDES tehnologije diljem različitih regija, uključujući elektrokemijsku, mehaničku, toplinsku i vodikovu pohranu. Ove tehnologije vjerojatno će biti isplativije u usporedbi s litij-ionskim baterijama, prvenstveno zbog korištenja jeftinijih materijala i dizajna koji omogućuju odvajanje energije i snage. Na primjer, sustavi pohrane tekućeg zraka (LAES) mogu skalirati svoje spremnike za pohranu, dok turbomlazni strojevi trebaju skalirati samo snagu izlaza, zbog čega su ekonomičniji za duže razdoblje pohrane.
Iako je izazovno odrediti koje će LDES tehnologije biti najekonomičnije zbog nedostatka komercijalnih razmjera, čimbenici poput efikasnosti prilikom punjenja i pražnjenja, životnog vijeka i energetske gustoće utjecat će na njihov uspjeh. Mehanički energetski sustavi očekuju se kao značajan doprinosnik LDES-a, posebno jer postaju isplativiji s većim kapacitetima i duljim razdobljima pohrane.
Drugi razvijajući se tehnologije koje će dobiti tržišno udjela, u 2040-ima uključuju željezo-kisikove baterije, ponovno punjive cink baterije, redoks tok baterije i toplinsku pohranu energije. Ove tehnologije imat će koristi od jeftinih materijala, ali mogu biti najprikladnije za nižu primjenu ili zahtijevati značajne razine penetracije obnovljive energije.
Osim toga, toplinska pohrana energije (TES) će se koristiti u industrijskim tvrtkama kako bi se dekarbonizirali procesi proizvodnje topline. Iako TES ima veću efikasnost prilikom prijenosa topline za primjenu topline, može imati ograničene mogućnosti skalabilnosti za električne LDES aplikacije. Međutim, TES i dalje može igrati ključnu ulogu u poboljšanju efikasnosti drugih LDES tehnologija kao što su komprimirani zrak i pohrana tekućeg zraka.
Unatoč obećavajućem napretku u LDES tehnologijama, postoje prepreke širokom ostvarenju njihove implementacije. Nedostatak dugoročne vidljivosti prihoda predstavlja značajan izazov zbog važnosti ovih sustava. Trenutne mogućnosti arbitraže cijena električne energije na veletržištu same su nedovoljne kako bi opravdale opću implementaciju. Međutim, uz regulatorne reforme i poboljšane mehanizme generiranja prihoda, ekonomska isplativost LDES tehnologija može se poboljšati, privlačeći više investicija i potičući njihovu adoptaciju.
Zaključno, budućnost energetske pohrane leži u razvoju i implementaciji inovativnih LDES tehnologija diljem svijeta. S obzirom na to da obnovljiva energija i dalje dominira energetskim krajolikom, ove tehnologije će igrati ključnu ulogu u osiguranju stabilnosti mreže i ispunjavanju rastućih energetskih zahtjeva u nesigurnom i varijabilnom energetskom krajoliku.
(*) FAQ:
1. Što su Long Duration Energy Storage (LDES) tehnologije?
LDES tehnologije su tehnologije pohrane energije koje se koriste za upravljanje nesigurnošću i varijabilnošću opskrbe električnom energijom u mrežama s visokim koncentracijama obnovljive energije.
2. Kolika količina LDES-a se očekuje biti instalirana diljem svijeta do 2044. godine?
Izvješće tržišta IDTechEx predviđa da će se do 2044. godine diljem svijeta instalirati 1,4 TWh LDES-a.
3. Koje vrste LDES tehnologija trenutno se razvijaju i komercijaliziraju?
Razne LDES tehnologije koje se razvijaju i komercijaliziraju uključuju elektrokemijsku, mehaničku, toplinsku i vodikovu pohranu.
4. Zašto se očekuje da će ove LDES tehnologije biti isplativije u usporedbi s litij-ionskim baterijama?
Korištenje jeftinijih materijala i dizajna koji omogućuju odvajanje energije i snage čini ove LDES tehnologije isplativijima u usporedbi s litij-ionskim baterijama. Na primjer, sustavi za pohranu tekućeg zraka (LAES) i turbomlazni strojevi mogu skalirati spremnike za pohranu, odnosno snagu izlaza, što ih čini ekonomičnijima za duže vrijeme pohrane.
5. Koja se LDES tehnologija očekuje da će biti značajan doprinosnik LDES-a?
Mehanički energetski sustavi, kada postanu isplativiji s većim kapacitetima i duljim vremenima pohrane, očekuje se da će biti značajan doprinosnik LDES-a.
6. Koje druge razvijajuće LDES tehnologije će dobiti tržišni udio u 2040-im godinama?
Druge razvijajuće LDES tehnologije uključuju željezo-kisikove baterije, ponovno punjive cink baterije, redoks tok baterije i pohranu toplinske energije.
7. Koju ulogu imaju sustavi termalne pohrane energije (TES)?
Sustavi pohrane toplinske energije (TES) koristit će se u industrijskim tvrtkama radi dekarbonizacije procesa proizvodnje topline. Mogu također poboljšati učinkovitost drugih LDES tehnologija poput komprimiranog zraka i pohrane tekućeg zraka.
8. Koje su prepreke za široku implementaciju LDES tehnologija?
Nedostatak dugoročne vidljivosti prihoda predstavlja značajnu prepreku za široku implementaciju LDES tehnologija. Trenutne mogućnosti arbitraže cijene električne energije na veletržnici same su nedovoljne za opću implementaciju.
9. Kako se može poboljšati ekonomska isplativost LDES tehnologija?
Regulatorne reforme i poboljšani mehanizmi generiranja prihoda mogu poboljšati ekonomsku isplativost LDES tehnologija, privlačeći više investicija i potičući njihovu adoptaciju.
Definicije:
– Long Duration Energy Storage (LDES): Tehnologije pohrane energije koje se koriste za upravljanje nesigurnošću i varijabilnošću opskrbe električnom energijom u mrežama s visokim koncentracijama obnovljive energije.
– Elektrokemijska pohrana: Vrsta LDES tehnologije koja uključuje korištenje kemijskih reakcija za pohranu i oslobađanje električne energije.
– Mehanička pohrana: Vrsta LDES tehnologije koja uključuje pohranu energije u mehaničkim sustavima, poput zamjenjivih kotača ili sustava temeljenih na gravitaciji.
– Toplinska pohrana: Vrsta LDES tehnologije koja uključuje pohranu i oslobađanje toplinske energije.
– Vodikova pohrana: Vrsta LDES tehnologije koja uključuje pohranu i korištenje vodikovog plina kao energetskog nosača.
– Efikasnost ciklusa: Odgovara učinkovitosti sustava pohrane energije u smislu koliko se energije gubi tijekom procesa pohrane i dohvaćanja.
– Životni vijek ciklusa: Broj ciklusa punjenja i pražnjenja kroz koje energetski sustav može proći prije nego što značajno degradira svoju izvedbu.
– Energetska gustoća: Količina energije koja se može pohraniti u određenom volumenu ili masi energetskog sustava.
Predloženi povezani linkovi:
– IDTechEx: Službena web stranica IDTechEx-a, organizacije koja je objavila spomenuto izvješće tržišta.
– U.S. Department of Energy – Grid Energy Storage: Informacije o tehnologijama i razvoju energetske pohrane mreže od strane američkog Ministarstva energetike.
– International Energy Agency –