Ένα σύστημα ή τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας μετατρέπει την ηλεκτρική ενέργεια σε χημική, θερμική ή μηχανική ενέργεια, την αποθηκεύει και στη συνέχεια την κάνει διαθέσιμη όταν είναι αναγκαία.
Η ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτά τα συστήματα παράγεται από ανανεώσιμες πηγές, όπως η ηλιακή ή η αιολική ενέργεια. Οι τεχνολογίες αποθήκευσης μπορούν να ταξινομηθούν σε πέντε κατηγορίες: ηλεκτροχημική, μηχανική, θερμική, χημική και ηλεκτρική. Οι μπαταρίες, η αποθήκευση μέσω άντλησης σε υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις (Pumped Hydroelectric Storage, PHS) και άλλες τεχνολογίες είναι παραδείγματα συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Ανάλογα με το πού εμπίπτουν αυτά τα συστήματα στην αξιακή αλυσίδα, μπορούν επίσης να χωριστούν σε μεγάλης, μεσαίας και μικρής κλίμακας.
Λόγω της ριζικής μετατόπισης της έμφασης των κρατών και των επιχειρήσεων προς ένα πιο βιώσιμο μέλλον, η αγορά αποθήκευσης ενέργειας επεκτείνεται. Οι επιχειρήσεις προσπαθούν να μετασχηματίσουν τα αγαθά και τις υπηρεσίες τους, έτσι ώστε να εκπέμπουν λιγότερο ή καθόλου άνθρακα. Με Σύνθετο Ετήσιο Ρυθμό Ανάπτυξης (Compound Annual Growth Rate, CAGR) άνω του 50% τα επόμενα πέντε χρόνια, η παγκόσμια αγορά αποθήκευσης ενέργειας αναμένεται να αναπτυχθεί με εκπληκτικά γρήγορους ρυθμούς.
Πού οδεύει η τεχνολογία;
Η αξιοπιστία της τεχνολογίας είναι ένας από τους κύριους παράγοντες που επηρεάζουν τον κλάδο αποθήκευσης ενέργειας. Οι εταιρείες εργάζονται εντατικά για να αντιμετωπίσουν αντιξοότητες όπως το υψηλό κόστος των τεχνολογιών αποθήκευσης μέσω μπαταριών, η έλλειψη τυποποίησης κ.λπ. Υποστηριζόμενο από τεχνολογίες αιχμής και αυξημένη παραγωγική ικανότητα, το κόστος των αναδυόμενων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας μειώνεται με γρήγορους ρυθμούς.
Η ανάπτυξη τεχνολογιών δίνει τη δυνατότητα στις επιχειρήσεις να στραφούν από τις συμβατικές τεχνολογίες σε πιο προηγμένα και αποτελεσματικά συστήματα. Οι πρώτες προσπάθειες όσον αφορά στα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας περιελάμβαναν συστήματα αποθήκευσης με χρήση πεπιεσμένου αέρα, υλικών αλλαγής φάσης κ.α. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι μπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής, η αποθήκευση μέσω αντλούμενου υδρογόνου, κ.α., είναι πιο πρόσφατες τεχνολογίες, ενώ ορισμένες άλλες αναδυόμενες τεχνολογίες βρίσκονται, επί του παρόντος, στη διαδικασία εμπορικής εφαρμογής.
Αν και οι μπαταρίες ιόντων λιθίου κατέχουν το μεγαλύτερο μερίδιο αγοράς, οι μπαταρίες στερεάς κατάστασης, οι μπαταρίες οξειδοαναγωγικής ροής και άλλες εναλλακτικές λύσεις έχουν αρχίσει να εισέρχονται στην αγορά και αρκετές αναδυόμενες τεχνολογίες όπως οι μπαταρίες Carnot και η αποθήκευση ενέργειας με Liquid Air Energy Storage (LAES).
Αν και οι μπαταρίες Carnot βρίσκονται ακόμη σε πολύ πρώιμα στάδια σχεδιασμού και ανάπτυξης, ένα σχετικό πιλοτικό έργο που διαχειρίζεται η εταιρεία Stolect δείχνει πολλά υποσχόμενο. Στόχος του έργου είναι η δημιουργία ενός πλήρως ανανεώσιμου συστήματος που να είναι τόσο οικονομικό όσο και περιβαλλοντικά υπεύθυνο. Συγχρόνως, η τεχνολογία Liquid Air Energy Storage εφαρμόζεται ήδη σε ορισμένα πιλοτικά έργα και παρουσιάζει κάποιες καινοτομίες, οπότε η εμπορική της αξιοποίηση θεωρείται εξαιρετικά πιθανή τα επόμενα χρόνια.
Τα συστήματα αποθήκευσης χημικής ενέργειας θα γνωρίσουν την ταχύτερη ανάπτυξη τα επόμενα χρόνια. Τα συστήματα πράσινου υδρογόνου, τα οποία είναι εμπορικά διαθέσιμα, αποτελούν ιδανική περίπτωση ενός συστήματος αποθήκευσης πράσινης ενέργειας, επειδή το υδρογόνο μπορεί να παραχθεί χρησιμοποιώντας μια ποικιλία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, συμπεριλαμβανομένης της ηλιακής, της αιολικής και της υδροηλεκτρικής. Επιπλέον, το υδρογόνο είναι ένα καθαρό καύσιμο που δεν παράγει ρύπους ή αέρια του θερμοκηπίου, κάτι που αποτελεί έναν επιπλέον λόγο για τον οποίο οι επιχειρήσεις και οι κυβερνήσεις το προωθούν ιδιαιτέρως σε μία πληθώρα εφαρμογών.
Οι αναδυόμενες τεχνολογίες εφαρμόζονται ανάλογα με τις ανάγκες και τα απαιτούμενα χαρακτηριστικά. Η τεχνολογία που χρησιμοποιεί υλικά αλλαγής φάσης, για παράδειγμα, χρησιμοποιείται σε σταθμούς ηλιακής ενέργειας σε σημαντικά έργα στην Ινδία και τις ΗΠΑ. Η χρήση μπαταριών οξειδοαναγωγικής ροής αναμένεται ότι θα αποκτήσει ευρεία χρήση για αποθήκευση ενέργειας σε εγκαταστάσεις αιολικής και ηλιακής ενέργειας στην Ολλανδία, τη Σιγκαπούρη, τον Καναδά και τις ΗΠΑ. Σε χώρες όπως η Ολλανδία, η Κίνα, η Ινδία, το Ηνωμένο Βασίλειο, αναδύονται πολλές καινοτομίες σχετικά με τις μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες είναι πολύ δημοφιλείς, για ένα ευρύ φάσμα σταθμών παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, συμπεριλαμβανομένων ηλιακών, αιολικών και υβριδικών.
Οι βασικές τάσεις που επηρεάζουν την ανάπτυξη της αποθήκευσης ενέργειας
Η αγορά τροφοδοτείται από διάφορους παράγοντες, οι οποίοι έχουν σημαντικό αντίκτυπο στην επέκταση της παγκόσμιας αγοράς αποθήκευσης ενέργειας. Μερικοί από αυτούς είναι:
Ανάπτυξη ανανεώσιμων πηγών ενέργειας
Η Κίνα και τα ΗΑΕ είναι πρωτοπόροι στον τομέα αυτό και αναπτύσσουν διαρκώς ανάλογες εγκαταστάσεις. Σε διεθνές επίπεδο, οι επενδύσεις σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας φτάνουν σχεδόν τα 2 τρισ. δολάρια, ωθούμενες είτε από κυβερνητικές πρωτοβουλίες ή από εταιρικές διαδικασίες μετασχηματισμού με στόχο τη βιωσιμότητα. Προφανώς όλες αυτές οι επενδύσεις πρέπει να υποστηριχθούν από συστήματα αποθήκευσης ενέργειας.
Η αυτοκινητοβιομηχανία στρέφεται στα πράσινα οχήματα
Η αυτοκινητοβιομηχανία εκτιμάται ότι συνεισφέρει περίπου στο 17% όλων των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, αλλά τα καλά νέα είναι ότι αυτά το αποτύπωμα άνθρακα μπορεί να μειωθεί. Με Σύνθετο Ετήσιο Ρυθμό Ανάπτυξης άνω του 15% και αποτίμηση κοντά στα 850 δισ. δολάρια μέχρι το 2027, ο τομέας των ηλεκτρικών οχημάτων θα γνωρίσει ισχυρή ανάπτυξη, συμπαρασύροντας τα έσοδα. Η αποθήκευση ενέργειας είναι πλέον ένας από τους κλάδους της αγοράς με τη μεγαλύτερη ζήτηση για τη βιομηχανία ηλεκτρικών οχημάτων, ως αποτέλεσμα της συνολικής ανάπτυξης της σχετικής αγοράς. Επιπλέον, πολλά κράτη -συμπεριλαμβανομένης της Ινδίας, των ΗΠΑ και αρκετών Ευρωπαϊκών- προωθούν τη χρήση ηλεκτρικών οχημάτων με διάφορους τρόπους, όπως αυξάνοντας τον αριθμό των σταθμών φόρτισης και παρέχοντας φορολογικά κίνητρα.
Αναταράξεις στην αγορά ορυκτών καυσίμων
Με τον πόλεμο Ουκρανίας και Ρωσίας και την πανδημία της COVID-19, οι απότομες διακυμάνσεις των επιπέδων προσφοράς και ζήτησης ορυκτών καυσίμων επηρρέασαν αρνητικά τις οικονομίες πολλών κρατών και ο τομέας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας σημείωσε εκπληκτική άνοδο. Για να αποφευχθούν περαιτέρω προβλήματα, οι κυβερνήσεις σε όλο τον κόσμο συζήτησαν την αλλαγή της κοινής τους οπτικής σχετικά με τη χρήση ορυκτών καυσίμων. Σε αυτό το πλαίσιο, η Ευρωπαϊκή Επιτροπή ανακοίνωσε πώς έως το 2030, όχι μόνο θα μειώσει την εξάρτηση της Ευρώπης από τρίτες χώρες για την προμήθεια ορυκτών καυσίμων, αλλά θα αναζητήσει επίσης καλύτερες εναλλακτικές οδούς προς ένα βιώσιμο μέλλον.
Κυβερνητικές ρυθμίσεις και κίνητρα
Πολλές κυβερνήσεις έχουν αναλάβει ηγετικό ρόλο στη προσπάθεια ανάπτυξης εγκαταστάσεων μονάδων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και συστήματων αποθήκευσης ενέργειας και αυτό έχει οδηγήσεις σε αύξηση της ζήτησης.
Για παράδειγμα, στις ΗΠΑ προσφέρεται πίστωση φόρου άνω του 20% σε εταιρείες και ιδιώτες που επενδύουν σε συστήματα αποθήκευσης ενέργειας. Οι επιστροφές είναι ένα άλλο παράδειγμα κινήτρου, όπου ένα μέρος του κόστους επένδυσης επιστρέφεται. Επίσης, σε κάποιες χώρες, η ανάπτυξη συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας είναι υποχρεωτική όταν αναπτύσσεται μία μονάδα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Φυσικά, υπάρχουν διάφοροι τρόποι με τους οποίους οι κυβερνήσεις συνεισφέρουν η καθεμία ξεχωριστά στην ανάπτυξη του τομέα των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας. Μέχρι το 2025, ο Καναδάς σχεδιάζει να καταργήσει σταδιακά τις επιδοτήσεις σε εταιρείες παραγωγής ορυκτών καυσίμων και να διαθέσει 116 εκατ. δολάρια ΗΠΑ στην αγορά ηλεκτρικών οχημάτων. Στην Ασία έχουν επίσης αναπτυχθεί σχετικές δραστηριότητες. Η Κορέα σχηματοποίησε τη στρατηγική της για μηδενικές εκπομπές άνθρακα, ενώ η ινδική κυβέρνηση αποκάλυψε την επενδυτική της στρατηγική για συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μέσω άντλησης σε υδροηλεκτρικές εγκαταστάσεις (PSH). Η Κίνα, η οποία ήδη συμβάλλει σημαντικά στην αγορά αποθήκευσης ενέργειας, σκοπεύει να μειώσει την εξάρτηση της από τα ορυκτά καύσιμα κατά 20% έως το 2060.
Συμπεράσματα
Η αγορά των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με χρήση μπαταριών βρίσκεται ακόμη στα αρχικά της στάδια και καθώς αυξάνεται η ζήτηση για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τα οικονομικά της μεγέθη θα μεταβληθούν θετικά και νέες τεχνολογίες για τη θερμική αποθήκευση ενέργειας θα εισάγονται στην αγορά.
Η αειφορία είναι ο κύριος μοχλός της καινοτομίας στον τομέα της αποθήκευσης χημικής ενέργειας και αυτό επηρεάζει θετικά το σύνολο της αγοράς πράσινων ενεργειακών συστημάτων υδρογόνου. Και είναι σημαντικό να τονιστεί ότι οι τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας παρουσιάζουν εξαιρετικά υψηλό ποσοστό καινοτομίας λόγω της ανάγκης να είναι ιδιαίτερα αξιόπιστες.
Πηγή: sustainabilitymag.com
