Конкурентоспособность аккумуляторов энергии для ВИЭ

Наиболее перспективным является сочетание генерации возобновляемой энергии с накоплением ее для создания резервов, когда солнце перестает светить. Но насколько дешевым должно быть накопление энергии, чтобы сделать его применение конкурентным

Возобновляемые источники всё сильнее конкурируют с ископаемым топливом в районах с хорошим доступом к солнечной и ветровой энергии, но пока еще не могут обеспечить ту мощность, к которой мы привыкли. В настоящее время это не создает больших проблем, поскольку в энергосистеме по-прежнему имеется большое количество установок, работающих на ископаемом топливе, которые могут обеспечить постоянную базовую нагрузку или давать больше, чтобы удовлетворить пиковые потребности.

Но существует широкое мнение, что необходимо существенно декарбонизировать используемые сейчас энергоносители, чтобы уменьшить ущерб природе. Это будет означать избавление от большей части энергоемких электростанций, от которых до сих пор зависит стабильная работа большинства энергосистем.

Альтернативные инфраструктурные решения предлагают перераспределение электроэнергии из районов, где сильнее дует ветер, в районы, где его нет, или управление спросом с помощью финансовых стимулов, чтобы люди расходовали меньше в часы пик. Но наиболее перспективным является сочетание генерации возобновляемой энергии с накоплением ее для создания резервов, когда солнце перестает светить.

По некоторому мнению, такой подход менее сложен, чем попытка перепроектировать энергетические сети. Однако ключевым вопросом, который не был всесторонне рассмотрен, остается то, насколько дешевым должно быть накопление энергии, чтобы сделать его применение конкурентным.

Некоторые исследования рассматривают стоимость хранения, чтобы произвести конкурентоспособный арбитраж возобновляемых источников энергии (стоимость использования аккумуляторов для хранения избыточной электроэнергии в период, когда цены на нее низки, с целью последующей перепродажи, когда цены вновь вырастут). Но для этого необходима оценка, насколько дешевыми должны быть накопители, чтобы поддерживать сеть, работающую преимущественно на возобновляемых источниках энергии.

Исследуя две основные формы возобновляемой энергии - солнечную и ветровую, можно понять, как сочетание двух этих источников с технологиями хранения может использоваться в энергосистеме, включая обеспечение базовой нагрузки, удовлетворение пиков спроса и плавное изменение производительности в зависимости от существующей потребности.

Было обнаружено, что удовлетворения базовой нагрузки по цене, сопоставимой с генерацией атомной электростанции, потребует, чтобы стоимость емкости хранения энергии упала ниже 20 долларов за киловатт-час. Чтобы соответствовать газоперерабатывающей установке, рассчитанной на пиковые скачки напряжения, затраты должны снизиться до 5 долларов/киловатт-час.

Труднодостижимая цель. Существуют некоторые технологии хранения, которые позволяют удерживать затраты ниже отметки в 20 долларов/киловатт-час, например, использование избыточной мощности для накачки воды до верха гидроэлектростанции или сжатие воздуха, который впоследствии можно использовать для вращения турбин. Но оба они занимают много места и требуют определенных географических особенностей, таких как горы или подземные пещеры, которые затрудняют их широкое применение.

Несмотря на быстрое снижение затрат на производство, лидирующая сегодня технология аккумуляторов - литий-ионная - находится на уровне немного ниже 200 долларов/киловатт-час, что говорит о том, что обычные аккумуляторы еще не в состоянии конкурировать по-настоящему. Получается, что альтернативные технологии, такие как проточные батареи, могут в среднесрочной перспективе удовлетворить потребности в затратах, но они все еще в значительной степени носят экспериментальный характер.

Остается вопрос, могут ли уже налаженные цепочки поставок литий-ионных аккумуляторов справиться с необходимым спросом. В целом, анализ показывает, что сеть, построенная главным образом на основе возобновляемых источников энергии и ее хранения, может приблизиться к стоимости традиционных технологий в среднесрочной перспективе. Но все еще существует значительный разрыв в эффективности затрат, который может замедлить внедрение.

 

Источник: How Cheap Must Batteries Get for Renewables to Compete With Fossil Fuels?