Pojazdy elektryczne tworzą szybki pas dla systemów magazynowania energii akumulatorów

Zeroemisyjna sieć elektryczna przyszłości będzie wymagała znacznie większej produkcji energii odnawialnej. A kiedy ta energia zostanie wyprodukowana, będzie musiała gdzieś iść – albo zmarnować.

Tu właśnie wkraczają baterie.

W Kalifornii, która jest liderem we wdrażaniu energii odnawialnej, moc baterii stanowi obecnie 6% maksymalnej mocy elektrycznej stanu w godzinach szczytu. Bloomberg. Chociaż liczba ta może wydawać się niewielka, jest 60 razy większa niż zaledwie pięć lat temu – a baterie przewyższają produkcję energii wiatrowej lub jądrowej w stanie. Ta dynamika może powtórzyć się gdzie indziej. Na przykład Teksas ma już około Megawaty 2,300 baterii zainstalowanych w jego sieci. Oczekuje się, że niedawne uchwalenie ustawy o redukcji inflacji zachęci do dodania Szacuje się, że 2,300 dużych fabryk akumulatorów do sieci USA do 2030 roku.

Na arenie międzynarodowej historia jest bardzo podobna. Od Ameryki Łacińskiej, przez Europę, po Azję Południowo-Wschodnią i dalej, rośnie zapotrzebowanie na projekty akumulatorów o skali użytkowej, które obecnie zapewniają zwykle od czterech do sześciu godzin energii elektrycznej przy maksymalnym poborze prądu. W rzeczywistości oczekuje się, że rynek podwoi się w tym roku i ponownie w 2023 roku.

„Jesteśmy u progu tego, co stanie się z bateriami”. — Tom Cornell, starszy wiceprezes ds. rozwiązań magazynowania energii, Mitsubishi Power Americas

Ten okres intensywnego rozwoju akumulatorów był możliwy w dużej mierze dzięki pojazdom elektrycznym (EV). „Kiedy każdy duży producent samochodów na świecie wspiera akumulatory litowe, podaż wzrosła, a koszty spadły”, mówi Tom Cornell, starszy wiceprezes ds. rozwiązań magazynowania energii w Mitsubishi Power Americas i prezes Oriden, firmy zajmującej się rozwojem odnawialnych źródeł energii. mocy Mitsubishi.

Z całego produkowanego obecnie litu na świecie 90% trafia do pojazdów elektrycznych. Pozostałe 10% trafia do takich aplikacji do przechowywania Wdrożono Mitsubishi Power w Kalifornii, Teksasie i Nowym Jorku, a wkrótce w Chile i Irlandii. Jednak do 2030 r. niektórzy analitycy spodziewają się, że stosunek ten będzie bardziej jak 50/50. „Jesteśmy u progu tego, co stanie się z bateriami” — mówi Cornell.

Rozwój symbiotycznej relacji

Gdy giganci motoryzacyjni Volkswagen, Ford i BMW prognozują, że pojazdy elektryczne nadrobią zaległości 50% lub więcej ich globalnej sprzedaży do 2030 r. zapotrzebowanie na infrastrukturę ładowania prawdopodobnie szybko wzrośnie. Potrzebne są również rozwiązania magazynowe na skalę sieciową, które mogą przedłużyć żywotność akumulatorów EV. Gdy osiągną tylko 80% maksymalnego naładowania, nie mogą już napędzać samochodów. Ale nadal są przydatne gdzie indziej: używane akumulatory EV mogą przechowywać i przesyłać energię do sieci przez kolejne 10 lat, tworząc zdrowe źródło energii bezemisyjnej.

Tymczasem rosnący rynek baterii w skali sieciowej przyczynił się do udoskonalenia technologii fosforanu litowo-żelazowego (LFP). Dlatego te baterie nie używaj niklu ani kobaltu, metali, które są drogie i trudne do pozyskania w sposób przyjazny dla środowiska, producenci tacy jak Tesla i Ford wyraził zainteresowanie w nich.

Producenci samochodów też nie są w stanie wprowadzać innowacji. Technologia akumulatorów półprzewodnikowych jest przygotowana na okres wzrostu, częściowo finansowana przez inwestycje od Volkswagena, Forda i BMW. Kierując się obawami o dostęp do kluczowych materiałów i technologii, które w przeszłości produkowano głównie w Chinach, producenci samochodów i inni gracze również rozszerzają łańcuch dostaw baterii na Stany Zjednoczone, Europę i inne regiony. Te ruchy dodatkowo zwiększają podaż i obniżają krzywą cen.

„Musimy zdekarbonizować nasze źródła energii. Baterie bez wątpienia będą dużą częścią tego równania”.

Baterie będą odgrywać kluczową rolę w sieci przyszłości

Biorąc pod uwagę, że producenci samochodów i systemy magazynowania energii w skali sieciowej budują większy połączony rynek, ekonomika i wydajność baterii prawdopodobnie będą nadal szybko się poprawiać. Według Cornella ich powszechne przyjęcie może w fundamentalny sposób zmienić sposób, w jaki dostarczamy energię.

W Teksasie systemy magazynowania energii Mitsubishi Power mogą reagować na spadki napięcia w mniej niż sekundę, a dokładniej w ciągu 240 milisekund. Ta szybka odpowiedź częstotliwościowa oznacza, że ​​akumulatory mogą pomóc ustabilizować sieć w przypadku nagłego spadku generacji wiatru. Po drugiej stronie księgi baterie oferują sposób na wykorzystanie nadwyżki energii generowanej przez instalacje słoneczne i wiatrowe, które obecnie nie są wykorzystywane. A ponieważ baterie można instalować niemal wszędzie, niezależnie od elektrowni i większości infrastruktury, mogą potencjalnie zmienić sposób, w jaki przekazujemy energię.

Po pierwsze, im więcej pojazdów elektrycznych wyjedziemy na drogę, tym większą presję wywieramy na sieć elektryczną, aby je naładować. „Budowanie infrastruktury do szybkiego ładowania”, mówi Cornell, „będzie znacznie łatwiejsze dzięki rozmieszczeniu banków akumulatorów na stacjach ładowania niż modernizacji sieci elektrycznej, aby sprostać temu zapotrzebowaniu”.

Najważniejsze jest to, że musimy zdekarbonizować nasze źródła energii. „Pracujemy szybko, aby to zrobić”, mówi Cornell. „Utrzymanie tego tempa zmian będzie oznaczać zmianę sposobu dostarczania energii – a baterie bez wątpienia będą dużą częścią tego równania”.

Powiązana zawartość:

Tworzenie magazynu czystej energii na dużą skalę z podziemną solanką [wideo]

Jak elektropaliwa tworzą kolejną drogę do zera netto

Ta bioenergetyczna roślina przekształci emisje CO₂ w zrównoważoną żywność dla ryb [Infografika]