Μειώστε το κόστος, Οι εφαρμογές τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας χρειάζονται περισσότερη καινοτομία και επενδύσεις

Μειώστε το κόστος, οι εφαρμογές τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας χρειάζονται περισσότερη καινοτομία και επενδύσεις

Δίκτυο αποθήκευσης ενέργειας της Κίνας: Φανταστείτε αν οι περισσότερες από τις ενεργειακές ανάγκες στο μέλλον καλύπτονται από ηλιακή και αιολική ενέργεια. Στη συνέχεια θα υπάρξουν σοβαρές ελλείψεις ρεύματος τη νύχτα ή όταν δεν υπάρχει επαρκής άνεμος. Εκτός κι αν το μελλοντικό σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας γίνει ένα τεράστιο «σούπερ ηλεκτρικό δίκτυο», ένας μεγάλος αριθμός γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας συνδέεται σε όλο τον κόσμο. Όταν η ισχύς σε ένα μέρος είναι ανεπαρκής, μια άλλη θέση μπορεί να τροφοδοτηθεί αμέσως. Με την πρόοδο και την ανάπτυξη των αναδυόμενων τεχνολογιών, η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών μπορεί να φέρει επανάσταση στον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι παράγουν και καταναλώνουν ηλεκτρική ενέργεια.

Παραδοσιακά, τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες θεωρούνται υπερβολικά ακριβά και δεν παρέχουν επαρκή ισχύ για τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τους πελάτες του δικτύου. Ωστόσο, αυτό το είδος της οικονομίας αλλάζει γρήγορα. Καθώς τα ηλεκτρικά οχήματα γίνονται το κύριο ρεύμα της αγοράς, οι μεγάλες οικονομίες του κόσμου, όπως η Γαλλία, η Κίνα και το Ηνωμένο Βασίλειο, καταργούν σταδιακά τη χρήση οχημάτων βενζίνης και ντίζελ και η ζήτηση για μπαταρίες ιόντων λιθίου αυξάνεται. Ταυτόχρονα, στην Καλιφόρνια, η ηλιακή ενέργεια τροφοδοτεί τώρα σχεδόν 5 εκατομμύρια οικιακούς χρήστες και τα έργα αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα δικτύου από τοπικούς οικιακούς φορείς και επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας μειώνουν το ενεργειακό κόστος.

Μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύτηκε στο Nature Energy σημείωσε ότι οι τιμές αποθήκευσης ενέργειας έχουν μειωθεί ταχύτερα από την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια. Αυτή η μελέτη προσομοιώνει το μέλλον της ηλιακής ενέργειας, της αιολικής ενέργειας και των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρίες και δείχνει πώς αυτά τα συστήματα ανταγωνίζονται τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας ορυκτών καυσίμων στο δίκτυο. Οι δημόσιες επενδύσεις και οι ιδιωτικές επενδύσεις στην έρευνα και την ανάπτυξη είναι κρίσιμες για την επίτευξη αυτού του στόχου, αλλά η ανεπαρκής χρηματοδότηση στην πρόταση του ομοσπονδιακού προϋπολογισμού των ΗΠΑ μπορεί να έχει σοβαρό αντίκτυπο στην εξεύρεση λύσης χαμηλού κόστους για να γίνει το δίκτυο καθαρότερο, μη ευνοϊκό για την προστασία του περιβάλλοντος και το δημόσιο υγεία.

Σήμερα στην Καλιφόρνια, πολλά σπίτια κατοικιών είναι εξοπλισμένα με ηλιακούς συλλέκτες και οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής που συνδέονται στο δίκτυο δεν χρειάζεται να παράγουν υπερβολική ενέργεια και μπορούν να εξοικονομήσουν ενέργεια κλείνοντας ορισμένες συμβατικές γεννήτριες. Ωστόσο, από τη στιγμή που οι περισσότεροι άνθρωποι χρησιμοποιούν ηλεκτρική ενέργεια τη νύχτα και η ηλιακή και η αιολική ενέργεια είναι ανεπαρκής, οι φορείς εκμετάλλευσης του δικτύου της Καλιφόρνια θα αντιμετωπίσουν ένα δίλημμα: πώς να αντιμετωπίσουν την αυξανόμενη ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια, μειώνοντας έτσι τη χρήση ενέργειας στο δίκτυο; Οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής αιχμής φυσικού αερίου συχνά απαιτείται να παρέχουν εφεδρική ισχύ και να διατηρούν την αξιοπιστία του δικτύου για την αποφυγή πιθανών διακοπών ρεύματος. Ωστόσο, η απόδοση παραγωγής ενέργειας από φυσικό αέριο είναι χαμηλότερη από αυτή που παράγεται από αεριοστρόβιλους συνδυασμένου κύκλου.

Η τρέχουσα τιμή των μπαταριών Tesla Powerwall είναι περίπου 350 $/kWh. Για πολλούς πελάτες, η τιμή εξακολουθεί να είναι απρόσιτη. Ωστόσο, το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ έθεσε στόχο αποθήκευσης μπαταρίας 100 $/kWh έως το 2020. Αυτό είναι εφικτό. Η μελέτη διαπίστωσε ότι η τιμή των μπαταριών ιόντων λιθίου μειώθηκε από 10 $,000 ανά kWh σε μερικές εκατοντάδες δολάρια στις αρχές της δεκαετίας του 1990 και ο ρυθμός της καινοτομίας ήταν εντυπωσιακός.

Ένα παράδειγμα αποθήκευσης ενέργειας από μπαταρία είναι η υποτίμηση των δυνατοτήτων παραγωγής ηλιακής ενέργειας. Η εγκατάσταση ηλιακών συλλεκτών την τελευταία δεκαετία έχει ξεπεράσει κατά πολύ τις προβλέψεις των ειδικών. Προκειμένου να κάνουν πλήρη χρήση της ηλεκτρικής ενέργειας, οι άνθρωποι πρέπει να διεξάγουν επενδυτική έρευνα για τη μείωση του κόστους αποθήκευσης ενέργειας, ώστε να μπορούν να χρησιμοποιούν την ηλιακή ή την αιολική ενέργεια ανά πάσα στιγμή.

Η ιστορία της χρήσης μπαταριών ιόντων λιθίου από την Tesla δεν είναι το μόνο παράδειγμα. Το Βερολίνο, Γερμανία, σχεδιάζει να εγκαταστήσει ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας μπαταρίας ροής 120 MW για να υποστηρίξει την ανάπτυξη αιολικής και ηλιακής ενέργειας. Η Καλιφόρνια ανέπτυξε την πρώτη πολιτική "αποστολής αποθήκευσης ενέργειας" του ηλεκτρικού δικτύου των ΗΠΑ, απαιτώντας από τις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας να αγοράσουν 1.325 GW προϊόντων αποθήκευσης ενέργειας έως το 2020 και διαθέτει μια ποικιλία επιλογών αποθήκευσης ενέργειας, που δεν περιορίζονται σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μπαταριών ιόντων λιθίου. . Στο μέλλον, οι άνθρωποι μπορεί να δουν ότι το σύστημα διανομής θα αναπτύξει ένα μικρό σφόνδυλο για να παρέχει βραχυπρόθεσμη ισχύ και, σε συνδυασμό με τη μπαταρία ροής, να παρέχει πολλές ώρες αποθήκευσης ενέργειας για την τροφοδοσία του κτιρίου γραφείων ή του κέντρου δεδομένων σε περιόδους αιχμής ζήτησης.

Φανταστείτε εάν οι άνθρωποι μπορούν να χρησιμοποιούν ηλιακή και αιολική ενέργεια χωρίς να χρειάζεται να εξετάζουν εάν υπάρχει έλλειψη προμηθειών, τότε είναι δυνατό να εξαλειφθούν πλήρως οι σταθμοί παραγωγής ενέργειας από ορυκτά καύσιμα. Αυτό παρέχει μια επιλογή ισχύος χαμηλών εκπομπών άνθρακα που είναι πιο φιλική προς το περιβάλλον από τον άνθρακα ή το φυσικό αέριο και χρησιμοποιεί ένα σύστημα αποθήκευσης μπαταρίας που μπορεί να ελεγχθεί κατά παραγγελία ενώ ανταποκρίνεται σε δευτερόλεπτα.

Αλλά αυτό είναι πιο εύκολο να ειπωθεί παρά να γίνει. Γιατί να μην χρησιμοποιήσετε ένα σύστημα αποθήκευσης ενέργειας; Όπως έχει δείξει η έρευνα, αυτή η επιλογή πρέπει να είναι οικονομικά βιώσιμη και οι άνθρωποι πρέπει να καινοτομήσουν και να επενδύσουν στην ανάπτυξη και τον μετασχηματισμό τεχνολογιών χαμηλών εκπομπών άνθρακα.