Съхранение на енергия: Стартъпи проучват възможностите на термичните батерии за дългосрочно съхранение на енергия
Източник: needpix.com
Секторът за съхранение на енергия е на ръба на нова революция. Докато водещите икономики по света се надпреварват да инсталират все повече и повече производствени мощности за възобновяема енергия, природата на нашия енергиен пейзаж се променя и мрежата ще се нуждае от значителен напредък и инфраструктурна подкрепа, за да бъде в крак с новите изисквания. Една от тези ключови опори е съхранението на енергия, което може да управлява и изравнява променливия поток от възобновяема енергия към и от мрежата. Поради централната си роля в енергийната сигурност в един все по-декарбонизиран свят, секторът на енергийната сигурност може да се удвои по размер през 2024 г., коментира изданието OilPrice.com.
По-голямата част от съхранението на енергия в момента се осъществява с използването на литиево-йонни батерии, но има няколко проблема с широкомащабното използване на тази технология. Първо, литият е силно търсен ограничен ресурс, който оказва все по-отрицателно въздействие върху околната среда и здравето на местата, където се добива. Освен това, той е основен компонент на батериите за електрически превозни средства и фотоволтаичните слънчеви панели, което означава, че конкуренцията за литиеви ресурси вече е ожесточена и се разгаря.
Доклад от 2023 г. на Popular Mechanics изчислява, че „една електрифицирана икономика през 2030 г. вероятно ще се нуждае от 250 000 до 450 000 тона литий“. За справка, „през 2021 г. светът е произвел само 105, а не 105 000 тона“.
Но може би най-важното е, че литиево-йонните батерии просто не са добри за съхранение на енергия. Те могат да задържат излишното производство на възобновяема енергия само за няколко часа, когато това, от което секторът наистина се нуждае, е месеци или дори години капацитет за съхранение. Поради това има огромна празнина – и следователно огромна възможност – на пазара за съхранение на енергия и изследователи по целия свят се стремят да я запълнят.
Въпреки че развитието на съхранението на енергия все още е в ранен етап, то се очертава да бъде изключително доходоносна индустрия и се рекламира като „технологията, която ще осребри чековете, изписани от индустрията за възобновяема енергия“, според адвокатската кантора Morgan Lewis. Тъй като секторът на възобновяемата енергия расте, фирмата очаква, че капацитетът за съхранение на енергия ще нарасне с коефициент 15 до 2030 г. Съответно много долари за научноизследователска и развойна дейност в момента се изливат в откриването на бъдещето на дългосрочното съхранение на енергия като много елегантни и иновативни решения вече са предложени. Но досега никой не е постигнал работа в търговски мащаб обаче.
Решенията за дългосрочно съхранение на енергия, които се появяват в момента, представляват широк набор от технологии, от футуристични схеми за зелен водород до някои от най-простите и най-праисторически инструменти: макари, тежести и гравитация.
Появява се и нова технология на хоризонта - термичните батерии са най-горещата иновация при стартъпите за съхранение на енергия. Топлината вече осигурява над 50% от общите енергийни нужди на индустрията, но е сравнително пренебрегвана като алтернатива за съхранение на енергия. Но внедряването на подобни съоръжения може да бъде сравнително бързо и лесно, тъй като зависи не от редкоземни метали, а от сравнително достъпни и изобилни ресурси като сол, въздух и тухли, всички от които са отлични за задържане на топлинна енергия.
„Съхранението на топлинна енергия има потенциала да допринесе значително за декарбонизирането на глобалната топлинна и електроенергийна индустрия, като същевременно помага да се гарантира, че енергийната система работи достъпно, надеждно и ефективно“, се посочва в доклад за 2022 г. от консултантската фирма за глобално управление McKinsey & Company.
Факторът достъпност е огромен. McKinsey изчислява, че експлоатационната цена на термопомпа с термично съхранение е само $15-$25 за мегаватчас. За сравнение, съхранението на енергия чрез производство на парна топлина от водород струва $65-$100 на мегаватчас, а газът с улавяне и съхранение на въглерод струва $45-$55.
Най-голямото предизвикателство пред съхранението на топлинна енергия е липсата на публичност на пренаселения и разнообразен пазар. Докладът на McKinsey идентифицира повишаването на осведомеността сред лидерите в индустрията като ключово препятствие за внедряването на съхранение на топлинна енергия в индустриален мащаб. Много стартиращи фирми вече успешно съхраняват енергия в разтопена сол, сгъстен въздух и тухли – това са все технологии, които могат да бъдат възприети практически навсякъде и по всяко време. Най-важното е, че съхранението на топлинна енергия „може да бъде сред най-рентабилните начини за декарбонизация на отоплението, ако се прилага в мащаб, като същевременно осигурява стабилност и устойчивост за топлинните и енергийните сектори при преминаването им към беземисионна икономика“.