Nyakunkon az energiatárolás gyökeres átalakulása!

Az energiatárolás forradalma már megkezdődött, és a következő években várhatóan tovább gyorsul. A Nemzetközi Energiaügynökség (IEA) előrejelzése szerint a globális akkumulátoros tárolókapacitásnak a jelenlegi kevesebb mint 200 gigawattról (GW) 2030-ra több mint egy terawattra (TW), 2050-re pedig közel 5 TW-ra kell növekednie a nettó nulla kibocsátás eléréséhez.
Az energiatárolásban jelenleg Kína dominálja a piacot: a globálisan gyártott akkumulátorok egyre jelentősebb része nem járművekhez, hanem az energiahálózati alkalmazásokhoz készül.
Az energiatárolás piacának értéke a 2023-as mintegy 15 milliárd dollárról 2030-ra várhatóan 200-700 milliárd dollárra, 2040-re pedig 1-3 billió dollárra nőhet a Bain tanácsadó cég becslése szerint.
A lítiumos akkumulátorok árának jelentős csökkenése ösztönzi ezek használatát a hálózatokban. A BloombergNEF adatai szerint a fixen telepített lítiumion akkumulátorok átlagos ára kilowattóránként körülbelül 40%-kal csökkent 2019 és 2023 között – ahogyan az az alábbi ábrán is jól látszik!

A globális akkumulátorgyártás megkérdőjelezhetetlen központja Kína, ahol a világ tíz legnagyobb gyártója közül hat található ott, beleértve az olyan óriásokat, mint CATL és a BYD is. Kína akkumulátorgyártásának az elektromos hálózatok számára szánt akkugyártási részesedése 2020-ban szinte a semmiből 2022-re körülbelül egyötödére nőtt.
A növekedést a hazai (kínai) állami támogatások is segítették, amelyek megkövetelik, hogy a nagyobb nap- és szélprojektek mellé energiatárolási megoldásokat is telepítsenek.
Az energiatárolás terén új technológiák is megjelentek. Kiváltképp a nátriumion akkumulátorok, amelyek olcsóbb és biztonságosabb alternatívát kínálnak, mivel nem igényelnek drága lítiumot, kevésbé hajlamosak a gyulladásra, és bár nehezebbek, de ígéretesek a hálózati tárolásban. A nátriumion akkumulátorok tehát fenntarthatóbb és biztonságosabb energiatárolási megoldást nyújtanak.
Mi az a nátriumion alapú energiatárolás és miért jó?
A nátriumion akkumulátorok a hagyományos lítiumion technológiához hasonló energiatároló eszközök, de a lítium helyett nátriumionokat alkalmaznak az energia tárolására és visszanyerésére. Ezek az akkumulátorok olcsóbbak, mivel a nátrium a Földön bőségesen elérhető és könnyen kitermelhető. Emiatt a gyártásuk költséghatékonyabb, különösen a lítium korlátozott készleteihez és magas árfolyamához viszonyítva.
A nátriumion technológia másik előnye a nagyobb biztonság. Az ilyen akkumulátorok kevésbé hajlamosak a túlmelegedésre vagy a gyulladásra, ami kiemelten fontos a hálózati energiatárolás szempontjából. Emellett nem tartalmaznak ritkaföldfémeket, így környezetbarátabb alternatívát kínálnak.
A nátriumion akkumulátorokat elsősorban hálózati energiatárolási rendszerekben alkalmazzák, ahol stabil, hosszú élettartamú és költséghatékony megoldásra van szükség a megújuló energiaforrások ingadozó termelésének kiegyensúlyozásához. Továbbá egyes elektromos járművekben és kisebb háztartási energiatároló rendszerekben is kísérleteznek velük.
A technológia fejlesztése gyors ütemben halad: a kutatások szerint 2025-re várhatóan már kereskedelmi forgalomban is elérhetővé válnak a nátriumion akkumulátorok.
Világszerte versenyképes lehet a zöldenergia – mivel az energiatárolás olcsóbbá válik
A napenergia és az akkumulátorok kombinációja egyre versenyképesebb alternatívát jelent a hagyományos fosszilis tüzelésű energiatermeléssel szemben. Az IEA szerint a napelemek és akkumulátorok együttese már versenyképes a szénalapú energiatermeléssel Indiában, és néhány éven belül olcsóbbá válhat, mint a gáztüzelésű energiatermelés az Egyesült Államokban. Az energiatárolás fejlődése így alapvető a megújuló energiaforrások integrációjában és a globális energiaellátás dekarbonizációjában. Az új technológiák és a csökkenő költségek hozzájárulnak a tiszta energiaforrások szélesebb körű elterjedéséhez.
Háttér: az energiatárolás alapjai
A világ villamosenergia-ellátásának karbonmentesítése összességében jóval többet igényel, mint napenergia-panelek és szélturbinák telepítése, mivel ezek az energiatermeléshez a csak időszakosan termelő napfényre és állandó szélre támaszkodnak, e nélkül nem működnek. Ám a hálózati szintű, ma már zömmel akkumulátorokkal megoldott energiatárolás megoldást kínálhat az ilyen időszakos energiaforrások problémájára, azonban jelenleg még mindig kevés ilyen tárolókapacitás áll rendelkezésre.
A hálózati szintű tárolás hagyományosan vízerőművekre támaszkodott, amelyek vizet mozgattak két tározó között egy domb tetején és alján: ezeket szivattyús energiatározóknak vagy szivattyús-tározós erőműveknek nevezik. Ezek alacsony energiaigény idején vizet pumpálnak a felső tározóba, majd csúcsidőben a vizet visszaengedik az alsó tározóba, miközben turbinák segítségével a lezúduló víztömeg révén elektromos áramot termelnek, azaz főként zöld (megújuló) energiatároló funkciót töltenek be, mintegy akkumulátorként. Ez a megoldás korábban az egyik legelterjedtebb nagy léptékű energiatárolási technológia volt, ahogy említettük, ma már különösen a nap- és szélenergia termelésének kiegyensúlyozására használják őket, de sok-sok év és sok milliárdos költség ezek kiépítése.
Manapság azonban az óriási akkumulátorok is egyre népszerűbbek. Az IEA adatai szerint 2023-ban világszerte 90 GW akkumulátoros tárolókapacitást telepítettek, ami kétszerese a 2022-es mennyiségnek. Az árak csökkenése és az új kémiai összetételek fejlesztése további növekedést eredményez.
A lítium akkumulátorok árának jelentős csökkenése és az új nátriumos akkuk kereskedelmi forgalomba kerülése is ösztönzi ezek használatát a hálózatokban. Közben 2024 folyamán az elektromos járművek (EV) globális terjedésének – várhatóan átmeneti – lassulása, amelyek hasonló technológiát használnak, az akkumulátorgyártókat a hálózati tárolás iránti érdeklődés felé terelte.
Energiatárolás: túltermelési válság van éppen
Az iparág azonban túltermelési problémákkal küzd. A BloombergNEF adatai szerint Kína egyedül elegendő lítium akkumulátort gyárt a világpiaci kereslet kielégítésére. Az iparág 2025-ig további 5,8 terawattóra (TWh) kapacitás növelését tervezi, ami több mint kétszerese a jelenlegi 2,6 TWh globális kapacitásnak. Ez katasztrofális lehet sok akkumulátorgyártó cég számára, különösen azok számára, amelyek hálózati tárolókat gyártanak. A Benchmark Mineral Intelligence szerint 2024 első hét hónapjában Kínában 19 akkumulátorgyár építését törölték vagy halasztották el.
Ennek ellenére az akkumulátorgyártók közötti verseny segítheti az energiatárolás elterjedését. Az árak tovább csökkenhetnek, mivel a leghatékonyabb cégek nagyobb piaci részesedést szereznek. Az intenzív verseny már most is ösztönzi az innovációt, mivel a vállalatok új technológiákat keresnek a versenyképességük növelésére. Az egyik ígéretes alternatívát a nátrium-ion akkumulátorok jelentik, amelyek nem igényelnek drága lítiumot. Bár alacsonyabb energiasűrűséget kínálnak, ez kevésbé jelent problémát a helyhez kötött akkumulátoroknál, mint az elektromos járművek esetében.
Összességében a hálózati szintű energiatárolás igen gyors ütemben fejlődik, ahogy Fatih Birol, az IEA vezetője fogalmaz:
„Az energiatárolás forradalma a szemünk előtt változtatja meg a játékszabályokat.”
Források:
https://www.rethinkx.com/blog/where-is-all-the-battery-storage
https://www.economist.com/business/2024/09/01/clean-energys-next-trillion-dollar-business
Fotó: Freepik
*
Írja meg Facebook oldalunkra, hogy mit gondol erről az energiatárols témaköréről!
https://www.facebook.com/greenponthu/
*
Tegyünk együtt a zöldebb és fenntarthatóbb jövőért!
Olvassa minden nap a Green.hu cikkeit, híreit!