Rystad Energy: Очаква се глобалното съхранение на енергия да се увеличи девет пъти до 2040 г.

Глобалният енергиен микс достигна критична точка и Rystad Energy очаква пик в изкопаемите горива в енергийния сектор да е неизбежен, като предстои структурна промяна в индустрията. Очаква се търсенето на електроенергия да продължи да расте силно през 2025 г. и след това, но темпът на растеж на нисковъглеродните енергийни източници вече е близо до покриване на цялото увеличение при търсенето.

Темпото на енергийния преход обаче далеч не е равномерно разпределено по света, като Южна Америка и Европа в момента са водещи по дела на неизкопаемите енергийни източници. Междувременно, Китай е световният двигател на растежа на търсенето на електроенергия през последните десетилетия и е и най-големият пазар на възобновяема енергия в световен мащаб.

В текущата базова прогноза на Rystad Energy се очаква слънчевата енергия да нарасне повече от всички други енергийни източници взети заедно между 2025 г. и 2050 г., увеличавайки се десетократно през периода.

Съхранението на енергия ще играе ключова роля за интегрирането на все по-голям дял от периодично произвежданата възобновяема енергия в световния енергиен микс, както и за осигуряване на необходимата гъвкавост за сигурната работа на енергийната система.

Глобалното инсталирано съхранение на енергия е във възходяща траектория. От малко под 0,5 теравата (TW) през 2024 г. се очаква общият капацитет да се увеличи девет пъти до над 4 TW до 2040 г., благодарение на системите за съхранение на енергия с батерии (BESS).

Миналата година бяха въведени в експлоатация рекордните 200 гигаватчаса (GWh) нови проекти за съхранение на енергия с батерии, което е темп на растеж от 80%. Китай запази водещата си позиция при новите добавени батерийни системи за съхранение на енергия, с над 100 GWh добавен капацитет. Следват САЩ с 35 GWh нов капацитет за съхранение на енергия от батерии (BESS), което отбелязва поредна година на растеж. Германия, Австралия и Обединеното кралство допълват петте водещи страни по добавяне на BESS. Увеличеният капацитет през 2024 г. доведе общото глобално оперативно съхранение на енергия от батерии до 375 GWh.

Преходът, който се случва в енергийния микс, отваря пазари за системи за съхранение на енергия чрез батерии. Увеличеният дял на периодичните възобновяеми енергийни източници, заедно с ниската гъвкавост в доставките и натоварването, създава нестабилност на цените на либерализираните енергийни пазари. Тези ценови разлики могат да направят търговията с енергия (арбитраж) добър източник на приходи за BESS.

Освен това, намаляващата цена на системите за съхранение на батерии през последните години, съчетана с технологичния напредък, значително намали разходите за съхранение на електроенергия. Тъй като средната глобална цена на проектите за BESS пада под 300 долара за киловатчас (kWh), цената за съхранение на електроенергия може да достигне едва 60 долара за мегаватчас (MWh). Тази по-ниска цена за съхранение позволява на операторите на BESS да запазят по-голяма част от ценовия разлики като печалба.

Нарастващата честота на отрицателни цени на електроенергията подчертава нарастващата нужда от гъвкавост, както от страна на търсенето, така и от страна на предлагането на мрежата – предизвикателство, с което съхранението на енергия е в добра позиция, така че да се справи. По-специално, успешната интеграция на системи за съхранение на батерии със слънчеви паркове в Калифорния служи като ценен модел за други пазари. Тези примери показват как съвместно разположените BESS и слънчеви инсталации могат да доставят чиста, устойчива енергия през целия ден.

С прехода на енергийния сектор към повече възобновяеми източници на производство, подобни разработки проправят пътя за технологиите за съхранение на енергия, които да играят централна роля в развиващия се енергиен микс.

Предстоящ пик на изкопаемите горива в енергетиката, очаквана структурна промяна през 2026 г.

Глобалният енергиен микс навлезе в ключова фаза. Производството на електроенергия от изкопаеми горива започва да намалява в абсолютни стойности, въпреки че търсенето на електроенергия продължава да расте. Тази промяна наближава бързо, като базовата прогноза на Rystad Energy сочи отрицателен растеж на изкопаемите горива през тази година. Не се очаква обаче бърз спад и пикът може да се забави до 2026 г. или дори 2027 г. в случай на изключителен ръст на търсенето в световен мащаб или незадоволително представяне на възобновяемите енергийни източници. Независимо от това, в краткосрочен план се очаква структурен спад.

Прогнозата е производството на изкопаеми горива да намалее с 97 тераватчаса (TWh) тази година, докато неизкопаемите източници, движени предимно от възобновяеми енергийни източници, се очаква да се увеличат с рекордните 1270 TWh, покривайки напълно нарастването на световното търсене и изтласквайки изкопаемите горива в посока към спад.

Това е в резултат на знаковата 2024 г., когато добавянето на мощности от неизкопаеми горива достигна 876 TWh, което е почти три пъти повече от ръста от изкопаеми източници (308 TWh).

Двугодишният период бележи решителен разрив с минали модели на разширяване на енергетиката. Тази промяна обръща десетилетия на доминиране на изкопаемите горива, при които те са допринесли за около 65-70% от нетното добавяне на енергия от 1995 до 2007 г. Между 2007 и 2015 г. делът на добавянето на изкопаеми горива е спаднал до около 55%. Междувременно, от 2015 до 2025 г., изкопаемите горива са осигурили само 20-25% от глобалното нетно добавяне на енергия, докато неизкопаемите източници – предимно слънчева и вятърна енергия, са основен двигател на растежа.

В бъдеще се очаква тази динамика да се засили. В краткосрочен план се очаква производството на електроенергия от неизкопаеми горива да се увеличи с над 1000 TWh през 2025 г., за да надхвърли 1500 TWh годишно до 2035 г. Междувременно се очаква производството на електроенергия от изкопаеми горива да намалее, като се свие с приблизително 250 TWh годишно до 2030 г. и с близо 350 TWh до 2035 г.

Въз основа на това, 2025 г. се очертава като знакова година за нова фаза в световната енергийна система, където ръстът на търсенето ще се задоволява главно от възобновяема енергия, а производството на електроенергия от изкопаеми горива е насочено към структурен спад.

Траектории на регионалния енергиен преход: Свят на контрасти

Въпреки че смятаме, че е налице структурен спад в глобалното търсене на изкопаеми горива от енергийния сектор, различните региони по света имат коренно различаващи се траектории на енергиен преход.

Както става ясно, Китай е световен лидер в растежа в абсолютни стойности през последното десетилетие. Въпреки че страната е лидер и във внедряването на възобновяема енергия, изкопаемите горива съставляват по-голямата част от този ръст в абсолютни стойности. Докато се очаква търсенето на електроенергия в Китай да отбележи скок през следващите години, производството на изкопаеми горива се очаква да се стабилизира, тъй като капацитетът за възобновяема енергия се разширява бързо.

Това не може да се каже за сегмента „Останалата част от Азиатско-тихоокеанския регион“, където изкопаемите горива няма достигат пик преди 2031 г. според текущата базова прогноза на Rystad Energy. Към 2025 г. този регион има втория по големина дял на изкопаемите горива в световен мащаб, след Африка и Близкия изток. Въпреки че сегментът „Останалата част от Азиатско-тихоокеанския регион“ обхваща различен набор от държави, един общ фактор за повечето от тях е бързо развиващият се енергиен сектор и/или ограничен потенциал за възобновяеми енергийни източници, плюс относително ниско внедряване до момента.

Северна Америка и Европа също имат относително различни траектории. Въпреки че двата региона отбелязаха слаб ръст на търсенето на електроенергия през последното десетилетие, те отчетоха стабилно нарастване през миналата година и очакването за да подобен и през настоящата. Ключовата разлика е, че Северна Америка има значително по-висок дял на изкопаемите горива, в които доминира природният газ. Очаква се търсенето на природен газ в Северна Америка също да нарасне през следващите години, докато общият дял на изкопаемите горива в енергийния сектор достигна пика си отдавна в Европа.

Слънчевата и вятърната енергия ще отбележат най-висок ръст, като гъвкавостта е от решаващо значение

Разглеждайки дългосрочната прогноза за производството на енергия, очакването на Rystad e на слънчевата и вятърната енергия да се пада по-голямата част от глобалното нарастване до 2050 г.

По отношение на големите конвенционални енергийни източници прогнозата е, че ядрената енергия ще отбележи най-значително увеличение, както по обем, така и по процентен растеж, между 2024 и 2050 г. Видимо е началото на ядрения ренесанс, като много страни пренасочват вниманието си към големите ядрени реактори, както и очакваното внедряване на малки модулни реактори.

В настоящата базова прогноза ядрената енергия се удвоява между 2024 и 2050 г., надминавайки въглищата в средата на 40-те години на 20-ти век и превръщайки се в петия по големина източник на доставки до 2050 г.

В момента най-големия източник на доставки в световен мащаб, който представлява производството на електроенергия от въглища се очаква да претърпи значителен спад между сега и 2050 г., тъй като повечето страни се стремят към пълно спиране или големи намаления през следващите 25 години. Въглищата също няма да бъдат конкурентни по отношение на разходите в много региони, а редица страни също така прилагат мащабни програми за преминаване от въглища към газ, което е основна причина за много устойчива прогноза за преминаване от газ към електроенергия в базовия сценарий на Rystad Energy.

С увеличаването на дела на периодичните възобновяеми енергийни източници в повечето региони, изискванията за гъвкавост също ще се повишат и засега те се посрещат основно рентабилно чрез енергия от газ.

BESS като устойчиви електроенергийни източници също ще имат определяща роля.

Очаква се водноелектрическата енергия да отбележи ограничено нарастване, тъй като повечето региони вече са изчерпали потенциала си. По-голямата част от ръст в този сегмент се очаква в Азия и Африка.

В настоящата прогноза за базовия сценарий се очаква слънчевата фотоволтаична енергия да добави повече нов производствен капацитет от всички други енергийни източници взети заедно между 2024 и 2050 г., като ще се увеличи десетократно през периода. Тъй като слънчевата и вятърната енергия са периодични по природа, гъвкавостта ще бъде от решаващо значение в бъдеще, а очакването е, че съхранението на енергия ще има ключова роля в продължаващата интеграция на огромни количества слънчева и вятърна енергия.

Прогнозата предвижда глобалният ръст на съхранението на енергия да се увеличи девет пъти до 2040 г.

Глобалните мощности за съхранение на енергия са във възходяща траектория. От малко под 0,5 TW през 2024 г. се очаква общият капацитет да надхвърли 4 TW до 2040 г., което е увеличение повече от девет пъти. Това ускорение на внедряването отразява бързото увеличаване на производството на ключови пазари, като Китай ще доминира този растеж в абсолютни стойности.

Тъй като слънчевата и вятърната енергия са движещи сили на нарастването на производството на електроенергия, търсенето на съхранение на енергия се увеличава, като технологиите за съхранение играят ключова роля за осигуряване на надеждно снабдяване с възобновяема енергия.

Прогнозира се, че Китай ще добави над 1,9 TW до 2040 г., което представлява половината от общия световен прираст. САЩ, Индия, Германия и Австралия също показват силен инерционен растеж, подкрепен от пазара. стимули, политическа подкрепа и разширяващи се случаи на използване за осигуряване на гъвкавост на мрежата и интеграция на възобновяеми енергийни източници. Развиващите се и развитите икономики засилват усилията си за справяне с пречките при съхранението на енергия в енергийните системи, които все повече зависят от променливите енергийни източници.

Годишният глобален темп на растеж от 2024 г. до 2040 г. е средно близо 24%, като се очакват над 3,6 TW нов капацитет през този период. Това прави съхранението на енергия един от най-бързо развиващите се инфраструктурни сегменти в световен мащаб. Нарастващата роля на останалия свят извън големите икономики е сигнал за разширяваща се промяна, тъй като намаляването на разходите и разпространението на технологиите водят до приемането от страни, които досега не са били сред лидерите.

Глобалният пазар на батерии за съхранение на енергия се ускорява до нови рекорди

През 2024 г. беше отбелязана поредна рекордна година в индустрията за BESS, с близо 200 GWh нови проекти, пуснати в експлоатация. Това отбеляза 80% ръст на годишна база и доведе общия глобален оперативен капацитет на BESS до 375 GWh.

Тъй като променливите възобновяеми енергийни източници продължават да държат нарастващия дял от световния енергиен микс, съхранението на енергия в батерии все повече се признава за ключово решение за повишаване на надеждността и гъвкавостта на енергийните системи на всички пазари.

Китай остава най-големият пазар на BESS и се очаква да запази лидерството си през 2025 г. с добавени над 150 GWh годишно.

САЩ следват втория по големина пазар, добавяйки приблизително 35 GWh през 2024 г., и се очаква да продължат с положителния годишен растеж през следващите години.

Очаква се растежът в Австралия и Обединеното кралство, които също се считат за зрели пазари за BESS да се дължи предимно от мащабни внедрявания тази година. За разлика от това, Германия отбеляза слаба повишение през 2024 г., главно поради зависимостта си от жилищните сегменти. Очаква се обаче внедряването на комунални услуги през тази година да се ускори, тъй като процесите на издаване на разрешителни и кандидатстване се подобряват.

Отрицателните цени се покачват на пазарите с висок дял на възобновяемите енергийни източници

Продължаващата промяна в динамиката на цените на пазара на електроенергия през миналата година се ускори, повишената волатилност също, има и забележимо увеличение на случаите на отрицателно ценообразуване на пазара „ден напред“, тъй като предлагането на електроенергия надхвърли търсенето, принуждавайки производителите да плащат, за да прехвърлят излишната си енергия към мрежата.

Това до голяма степен е резултат от увеличаването на периодичните възобновяеми енергийни източници като вятърната и слънчевата енергия, които, за разлика от традиционното производство на електроенергия на базата на изкопаеми горива, не могат да бъдат увеличавани или намалявани, за да се отговори на търсенето. Вместо това, производството на възобновяема енергия е тясно обвързано с метеорологичните условия, като например наличието на слънчева светлина и вятър, които не винаги са синхронизирани с моделите на потребление.

Появата на отрицателни цени вече е основен елемент на австралийския пазар от няколко години, тъй като страната има един от най-големия дял на слънчевата фотоволтаична енергия в енергийния микс в света.

Но това не се ограничава само до Австралия. През 2024 г., рязкото покачване на отрицателните цени през европейското лято подчерта предизвикателствата, свързани с интеграцията на възобновяемата енергия. Производството на слънчева енергия достига пик през лятото поради по-дългите дневни часове, което допринася за свръхпредлагане на електроенергия през определени периоди.

Това свръхпредлагане беше значителен фактор за феномена на отрицателно ценообразуване в Европа, която обикновено има пиково търсене през зимата поради нуждите от отопление. Важно е обаче да се отбележи, че това не е просто функция на прекъсващото предлагане, но и индикатор за това, колко гъвкаво е оставащото базово натоварване в допълнение към гъвкавостта на търсенето.

Въпреки това, увеличеният брой отрицателни часове също показва необходимостта от системи за съхранение. Системите за съхранение на енергия увеличават гъвкавостта от страна на търсенето чрез зареждане от мрежата и от страна на предлагането чрез разреждане.

Нарастващата волатилност поддържа арбитражната възможност на BESS

Друг пряк резултат от високия дял на променливата възобновяема енергия в енергийния микс е увеличаването на едночасовия вътрешнодневен спред, определен като разликата между часовете с най-висока и най-ниска цена в един ден. Това е свързано с появата на отрицателни цени, тъй като дневните минимуми падат, но не обяснява напълно някои от наблюдаваните ценови колебания.

Волатилността на цените прави търговията с енергия (арбитраж – краткосрочна ценова разлика между два пазара) жизнеспособен поток от приходи за участниците в BESS. Възможностите за арбитраж обаче варират на всеки енергиен пазар.

Три основни фактора могат да обяснят много големия вътрешнодневния спред:

• Слаба взаимосвързаност между съседните държави, а в някои случаи и в рамките на всяка държава.

• Ефект от непланирани прекъсвания на мощности за производство на изкопаеми горива.

Когато това се случи, обикновено има огромен скок в цените.

• Изкопаеми горива срещу възобновяеми енергийни източници. Комбинацията от високо проникване на слънчевата енергия и (често негъвкаво) производство на изкопаеми горива води до големи разлики между производството на слънчева енергия по време на и извън пиковите часове. През 2024 г. пазарите на електроенергия в Източна Австралия бяха силно волативни поради слаби регионални взаимовръзки, неочаквани прекъсвания на доставките, ниски дневни цени на слънчевата енергия и високи вечерни цени, обусловени от скъпия газ.

Тексас, пазар, който се занимава единствено с енергия, е слабо свързан със съседните щати. Той разчита предимно на природен газ, с нарастващ принос от слънчевата и вятърната енергия, и представлява идеалния сценарий за ценова волатилност. Въпреки това, изключително горещото лято през 2023 г. увеличи пиковите цени в Тексас и отбеляза рекордно висока волатилност.

Капиталовите разходи на BESS намаляват с още 20%, което ги прави по-достъпни от всякога

Средната глобална цена на BESS падна под 300 долара за kWh през 2024 г., което допълнително допринесе за значителния спад на цените през последните три години. Освен това, напредъкът в научноизследователската и развойна дейност в областта на технологиите за батерии удължи живота на системите.

Производителите понастоящем гарантират системите за съхранение на батерии за над 10 000 цикъла и над 80% здравина на батериите през този живот. Комбинацията от по-ниски разходи за системата и подобрена цикличност направи съхранението на електроенергия по-достъпно.

До 1,5 пълни цикъла на ден в продължение на 20 години експлоатация все още ще бъдат в рамките на гарантирания диапазон на система за съхранение на батерии.

Ако приемем, че системната цена е 250 долара за kWh, цената за съхранение на 1 MWh електроенергия може да достигне едва 60 долара за MWh, с включен дисконтов процент от 5%, което прави BESS конкурентоспособна на много енергийни пазари по света.

BESS помага на Калифорния да използва повече слънчева енергия за вечерно търсене

Системите за съхранение на батерии все повече пренасочват генерираната от слънчева енергия към вечерта в Калифорния. От 2021 г. насам комбинираното производство от слънчева енергия и нетното разреждане на батериите остават относително стабилни на около 10 GW на час през деня. С нарастването на капацитета за съхранение на батерии обаче, тази комбинация разширява покритието си върху повече часове от деня.

Само преди четири години батериите представляваха по-малко от 1% от търсенето на енергия по време на периоди на разреждане. Този дял се е увеличил до приблизително 3% през 2022 г., 4-5% през 2023 г. и е бил средно около 8% миналата година.

През първото тримесечие на 2025 г. той е скочил до около 11%. Случаите, в които батериите осигуряват повече от 15% от енергийните нужди на независимия системен оператор на Калифорния (CAISO) през вечерните и нощните часове, стават все по-чести.

CAISO е световен лидер в интеграцията на батерии за съхранение на енергия, с 12 GW оперативни BESS в комунален мащаб. Тази успешна интеграция служи като модел за други пазари със значителен слънчев капацитет, предлагайки пътна карта за ефективно включване на батериите за съхранение в по-широкия енергиен микс.

Този документ на Rystad Energy е съкратена версия на последния доклад за енергийните макроикономики и разработен в сътрудничество с изследователски екип за възобновяеми енергийни източници и енергетика на мозъчния тръст.