Как проникновение возобновляемых источников энергии повлияет на спрос на системы хранения энергии с низким уровнем выбросов (LDES):
Ожидается, что проникновение рекуператоров энергии (ERV) в некоторых ключевых регионах начнет расти быстрее, учитывая, что правительства объявили об амбициозных и агрессивных целях по внедрению ERV. Например, если цели Калифорнии по внедрению ERV будут достигнуты к 2035 году, это может означать увеличение мощности производства электроэнергии с помощью ERV примерно на 280% в ГВтч по сравнению с базовым уровнем 2023 года. Другие ключевые страны и штаты США, где ожидается быстрый рост внедрения возобновляемых источников энергии, включают Германию, Великобританию, Италию, Австралию, Индию и Техас. Более высокое проникновение ERV приведет к увеличению периодов недоступности энергии из этих источников, что потребует использования технологий LDES для распределения электроэнергии в течение этих длительных периодов. Согласно анализу IDTechEx, как только доля электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в стране или штате, достигнет примерно 45%, средняя продолжительность хранения более 6 часов станет наиболее экономически эффективной для электроэнергетической системы. В среднем по миру это, как ожидается, произойдет не раньше конца 2030-х годов, хотя другие ключевые страны и государства, упомянутые в тексте, как ожидается, достигнут этих показателей по доле электроэнергии, вырабатываемой из возобновляемых источников, в ГВт·ч раньше. Таким образом, в некоторых из этих ключевых регионов можно ожидать начала реализации некоторых коммерческих проектов по энергоснабжению с использованием возобновляемых источников энергии до 2030 года и позже.
Почему необходимы решения, отличные от литий-ионных батарей:
Помимо гидроаккумулирующих электростанций, хотя литий-ионные батареи в настоящее время доминируют на мировом рынке стационарных систем хранения энергии, капитальные затраты на литий-ионные батареи вряд ли будут достаточно низкими для локальных систем хранения энергии (LDES). Вместо этого альтернативные технологии хранения энергии (ES) стремятся предложить более низкие затраты (в пересчете на доллары США/кВт·ч). Один из способов достижения этого — создание конструкций, позволяющих разделить энергию и мощность. Это может применяться, например, к некоторым проточным редокс-батареям (RFB) и жидкостно-воздушным системам хранения энергии (LAES). Для увеличения мощности системы RFB можно увеличить объем электролита и размер резервуаров для хранения электролита, в то время как изменения в блоке ячеек необходимы только для увеличения выходной мощности. Для LAES можно увеличить размер резервуаров для хранения жидкого воздуха, в то время как турбомашины необходимо лишь масштабировать для обеспечения необходимой выходной мощности. Это приводит к более быстрому, нелинейному снижению капитальных затрат (в пересчете на $/кВт·ч) для многих из этих технологий LDES в зависимости от продолжительности хранения. Хотя строгого определения для LDES нет, IDTechEx определяет его как продолжительность хранения, начинающуюся с 6 часов. Именно в этот период многие другие конкурирующие технологии хранения энергии начинают быть или уже являются дешевле литий-ионных аккумуляторов в пересчете на $/кВт·ч.
Разделение энергетической емкости и мощности в проточных редокс-аккумуляторах. Источник: IDTechEx
Сокращение капитальных затрат (долл. США/кВтч). Источник: IDTechEx
По мере увеличения доли возобновляемых источников энергии (ВИЭ) средняя продолжительность хранения энергии в той или иной стране или штате должна будет увеличиваться. Следовательно, с ростом доли ВИЭ можно ожидать снижения системных затрат для многих технологий хранения энергии с низким энергопотреблением (LDES), что подчеркнет их преимущество перед литий-ионными батареями. Кроме того, ожидаемые ограничения на материалы для литий-ионных батарей к концу десятилетия и риски для безопасности, связанные с легковоспламеняющимися электролитами в литий-ионных батареях, предположительно станут другими ключевыми факторами, стимулирующими спрос на другие технологии хранения энергии в целом. В настоящее время в ключевых регионах разрабатываются и коммерциализируются различные технологии LDES, включая электрохимические, механические, тепловые и водородные системы хранения. Однако, в конечном итоге, в зависимости от доли ВИЭ, спрос на технологии LDES начнет расти в ключевых регионах только к середине 2030-х годов, а более широкий глобальный спрос возникнет лишь примерно после 2040 года.
Автор: Конрад Николс, технологический аналитик компании IDTechEx
