Świat potrzebuje więcej (stacjonarnych) akumulatorów: kKształtowanie przyszłości czystej energii

W dążeniu do dekarbonizacji światowej branży energetyki elektrycznej poczyniliśmy znaczące postępy za sprawą paneli słonecznych i turbin wiatrowych. Jednakże wWymienionym odnawialnym źródłom energii towarzyszy, jednak nieodłączne wyzwanie: zapewnienie niestabilnośćci. Wytwarzanie enegrii zależy tu bowiem od warunków atmosferycznych - nie cały czas świeci słońce, nie zawsze wieje wiatr. Słońce nie zawsze świeci, a wiatr nie zawsze wieje. Rozwiązaniem jest magazynowanie energii na skalę sieci, a przechowywanie jej w akumulatorach stanowi podwaliny rozwoju tej ważnej dziedziny.

Rosnące zapotrzebowanie na magazynowanie energii

Międzynarodowa Agencja Energetyczna (MAE) zwraca uwagę na potrzebę znaczącego wzrostu pojemności akumulatorów. Prognozy tej agencji sugerują, że do końca dekady globalna zainstalowana moc akumulatorów musi wzrosnąć z około 250 GW (2023 r.) do ponad 1500 GW. 

Nie jest to tylko zwyczajne życzenie. Już teraz rynek magazynowania energii w akumulatorach charakteryzuje się błyskawicznym rozwojem. Tylko w 2023 r. globalna zainstalowana moc akumulatorów wynosiła 42 GW, czyli ponad dwukrotnie więcej niż w roku poprzednim. Około 20% tej wartości przeznaczono na zastosowania sieciowe.

Dlaczego akumulatory?

Choć dostępne są inne metody magazynowania energii, takie jak systemy szczytowo-pompowe oraz te wykorzystujące sprężone powietrze i koło zamachowe, to właśnie akumulatory stały się najbardziej wszechstronnym i praktycznym rozwiązaniem w przypadku większości zastosowań. Oto dlaczego:

1. Niższe koszty: w latach 2019–2023 średnia cena stacjonarnych akumulatorów litowych spadła o około 25%, co sprawia, że są one coraz bardziej konkurencyjne pod względem kosztów.
2. Skalowalność: akumulatory można łatwo skalować w górę lub w dół, aby zaspokoić konkretne potrzeby — od małych systemów w budynkach mieszkalnych po ogromne instalacje na skalę sieci.
3. Szybkość reakcji: akumulatory mogą niemal natychmiast reagować na zmieniające się zapotrzebowanie sieciowe, dzięki czemu pełnią one kluczową rolę w zakresie stabilizacji działania sieci.
4. Elastyczność: akumulatory można instalować w wielu różnych miejscach, od ośrodków miejskich po oddalone od nich tereny.
5. Postęp technologiczny: ciągłe badania przekładają się na nieustanną poprawę w zakresie wydajności, żywotności i bezpieczeństwa akumulatorów.

Możliwości ekonomiczne

Potencjał wzrostu na rynku magazynowania energii w akumulatorach jest wprost oszałamiający. W tygodniku „The Economist” podano informację, iż zdaniem globalnej firmy konsultingowej Bain & Company wartość tego rynku może wzrosnąć z około 15 mld USD (2023 r.) do 200–700 mld USD w 2030 r. W 2040 r. wartość rynku magazynowania energii w akumulatorach może sięgnąć nawet 1–3 bln USD.

Opisywany potencjał wzrostu przyciąga znaczące inwestycje i pobudza innowacje. W celu zaradzenia niektórym ograniczeniom charakteryzującym chemię litowo-jonową opracowywane są nowe technologie akumulatorów, takie jak akumulatory sodowo-jonowe i akumulatory ze stałym elektrolitem.

Wyzwania i rozważania

O ile przyszłość magazynowania energii w akumulatorach wygląda obiecująco, istnieje wiele wyzwań, któreym należy stawić czoła należy pokonać.

Zapewnienie stabilnego i etycznego łańcucha dostaw materiałów akumulatorowych ma kluczowe znaczenie dla odpowiedzialnej produkcji akumulatorów. Obejmuje to pozyskiwanie surowców, takich jak lit, kobalt, nikiel i inne istotne komponenty, w sposób gwarantujący ciągłość dostaw przy jednoczesnym przestrzeganiu etycznych i zrównoważonych praktyk w całym łańcuchu. Podczas wydobywania i przetwarzania wymienionych materiałów należy zwrócić uwagę na oddziaływanie na środowisko, warunki pracy i dobrostan zaangażowanej społeczności.

Kwestie dotyczące ochrony środowiska obejmują zapewnienie zrównoważonego zarządzania produkcją akumulatorów i ewentualnym recyklingiem. Zawierają się w nich zagadnienia związane z wydobyciem surowców używanych w akumulatorach, procesem produkcji, transportem, wykorzystaniem i utylizacją lub recyklingiem po zakończeniu eksploatacji. Aby zminimalizować emisję dwutlenku węgla, zahamować wyczerpywanie się zasobów i zapobiec zanieczyszczaniu środowiska, konieczne są zrównoważone praktyki w całym cyklu eksploatacji akumulatorów.

Wraz z postępującą integracją akumulatorów z siecią należy opracowywać solidne systemy do zarządzania i optymalizacji ich wykorzystania. Są one niezbędne, aby zapewnić bezproblemową integrację energii magazynowanej w akumulatorach z infrastrukturą sieciową, maksymalizując potencjalne korzyści przy zachowaniu stabilności i niezawodności sieci.

Biorąc pod uwagę rosnącą zależność od akumulatorów, ważne jest, aby priorytetowo traktować ich bezpieczeństwo i niezawodność. W tym celu należy wdrożyć rygorystyczne testy i środki kontroli jakości, mając na uwadze nie tylko bezpieczne i stabilne działanie akumulatorów, ale też zminimalizowanie ryzyka usterek i awarii.

Znaczenie testów

Regularne testowanie akumulatorów stacjonarnych ma zasadnicze znaczenie, aby:

• zapewnić bezpieczeństwo i zminimalizować potencjalne zagrożenia,
• zmaksymalizować żywotność i wydajność akumulatorów,
• identyfikować i rozwiązywać problemy przed wystąpieniem awarii systemu,
• optymalizować zarządzanie akumulatorami i ich użytkowanie.

Wysokiej jakości urządzenia pomiarowe, takie jak te oferowane przez firmę Megger, mają kluczowe znaczenie w przypadku dokładnej oceny stanu i wydajności akumulatorów. Od badania impedancji po pomiary rozładowań — kompleksowe systemy testowania akumulatorów pomagają zachować niezawodność i wydajność rozwijającej się infrastruktury magazynowania energii.

Wnioski

Świat potrzebuje więcej stacjonarnych akumulatorów, a rynek odpowiada na to zapotrzebowanie poprzez imponujący wzrost i rozwój innowacji  imponujący wzrost i innowacje. W miarę rozwoju ekologicznej infrastruktury energetycznej, akumulatory będą odgrywać coraz większą rolę w zapewnianiu stabilnego, niezawodnego i zrównoważonego zaopatrzenia w energię elektryczną.

Jednakże ta rosnąca zależność wiąże się ze wzrostem odpowiedzialności. Regularne testowanie i konserwacja systemów akumulatorowych mają kluczowe znaczenie dla wykorzystania pełnego potencjału technologii magazynowania energii. Dzięki przemyślanym inwestycjom w procedury testowe i sprzęt możemy zapewnić, że przyszłość z zasilaniem akumulatorowym będzie nie tylko ekologiczna, ale również bezpieczna i niezawodna.