Сектор хранения энергии готовится к взрывному росту

Революция возобновляемых источников энергии уже здесь. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к концу 2023 года прирост мощности ветровой и солнечной энергии в мире побьет предыдущие рекорды, а к концу года ожидается добавление 440 гигаватт. Благодаря беспрецедентному стимулированию глобального перехода к экологически чистой энергетике, а также стремительному росту внедрения электромобилей (EV), мир может оказаться на пути к достижению пика выбросов ископаемого топлива к 2025 году.

Хотя быстрый рост возобновляемых источников энергии, несомненно, является хорошей новостью для планеты, скорость перехода, вероятно, приведет к некоторым сбоям в энергетической безопасности. Чтобы поддержать этот новый потенциал экологически чистой энергетики, многие другие отрасли и процессы должны идти в ногу со временем, а это не обязательно будет легко. Одним из этих ключевых секторов является хранение энергии, жизненно важная, но зарождающаяся отрасль. Хранение энергии имеет важное значение, поскольку ключевые возобновляемые источники энергии, такие как энергия ветра и солнца, непостоянны, а это означает, что уровень их производства меняется вверх и вниз в зависимости от погодных условий, сезона и времени суток. Часто периоды, когда эти виды энергии наименее продуктивны, совпадают с периодами, когда спрос на энергию растет: в тот момент, когда солнце садится на вашей местной солнечной ферме, делая ее практически бесполезной, сеть получает огромный удар, когда местные жители включаются. зажигают свет в своих домах и включают приборы, чтобы приготовить ужин.

Если мы сможем хранить излишки возобновляемой энергии при высоком уровне производства, а затем подавать их обратно в сеть, когда это необходимо, мы сможем решить огромную проблему энергетической безопасности. Хотя хранение энергии все еще находится в зачаточном состоянии, оно обещает стать невероятно прибыльной отраслью. Юридическая фирма Morgan Lewis недавно назвала сектор хранения энергии «технологией, которая будет обналичивать чеки, выписанные отраслью возобновляемой энергетики», и далее описала, что «глобальный рынок хранения энергии продолжит свой быстрый рост, по оценкам, его мощность составит 387 гигаватт. (ГВт) новых мощностей по хранению энергии, которые, как ожидается, будут добавлены к 2030 году, что означает 15-кратное увеличение мировых мощностей по хранению энергии по сравнению с концом 2021 года».

В настоящее время в этом секторе доминируют литий-ионные аккумуляторы. Однако они создают некоторые серьезные недостатки для отрасли в целом, такие как конкуренция за все более дорогие и геополитически спорные редкоземельные минералы и относительно краткосрочные возможности хранения. По этим причинам ведется большая гонка за поиском следующего крупного решения для долгосрочного хранения энергии. Взлом уравнения оказывается чрезвычайно прибыльным занятием. Предлагаемые инновационные решения невероятно креативны и разнообразны: от концептуальных схем зеленого водорода до идей, основанных на простейших инструментах: шкивах, весе и гравитации.

Действительно, некоторые из самых простых решений для обеспечения надежного, эффективного и экономичного долгосрочного хранения энергии являются наиболее многообещающими. «Природные батареи», основанные на нагревании многочисленных и встречающихся в природе элементов, таких как песок, соль и камень, для сохранения тепловой энергии, недавно стали лидером. В недавней статье под названием «Может ли песок стать следующим литием?» The Washington Post углубилась в этот вопрос и обнаружила, что натуральные батареи имеют значительные преимущества перед традиционными батареями и позволяют обойти некоторые из наиболее острых проблем, с которыми в настоящее время сталкивается расширение возобновляемых источников энергии.

В батареях, где песок нагревается до температуры более 1000 градусов по Фаренгейту, песок может удерживать эту энергию в течение длительного времени, при этом температура остается выше 200 градусов, даже когда энергия батареи заканчивается. «Песок может удерживать энергию в течение нескольких недель или месяцев — явное преимущество перед литий-ионной батареей, гигантом сегодняшнего рынка аккумуляторов, которая обычно может удерживать энергию всего в течение нескольких часов». Кроме того, технология не зависит от цепочек поставок и материалов, в которых доминирует Китай – еще одна проблема, с которой сталкиваются литий-ионные аккумуляторы. Действительно, эти материалы можно производить практически в любой точке Земли по относительно низкой цене.