Apariția tehnologiei rețelelor de baterii [„big batteries”] abordează o provocare cheie pentru energia verde – intermitența producției de energie eoliană și solară, permițând stocarea excesului de energie atunci când panourile solare și parcurile eoliene produc electricitate și descărcarea acestuia în rețea atunci când este necesar.
În ultimii ani, datorită reducerii majore a prețurilor și a progresului tehnologic care permite bateriilor să stocheze cantități din ce în ce mai mari de energie, sistemele de tip rețea înregistrează o creștere record. Aceasta este și o consecință a cursei din industria auto privind dezvoltarea unor baterii litiu-ion mai mici, mai ieftine și mai puternice pentru mașinile electrice. În SUA, ajutoarele de stat pentru energie curată, împreună cu stimulentele fiscale pentru sistemele de stocare care sunt asociate cu instalațiile solare, joacă, de asemenea, un rol important.
Desfășurarea pe scară largă a bateriilor de stocare ar putea duce la depășirea unuia dintre cele mai mari obstacole din calea energiei regenerabile – ciclul între excesul de producție atunci când soarele strălucește sau vântul bate și producția minimă sau chiar zero, după apusul soarelui sau când vântul se oprește. Prin reducerea dezechilibrelor dintre cerere și ofertă, bateriile pot înlocui unitățile de producție de tip „peaker”, de vârf de sarcină, care utilizează combustibili fosili și care operează câteva ore pe zi, atunci când cererea de energie crește. Ca atare, stocarea pe scară largă a energiei ar putea fi esențială pentru extinderea producției de energie regenerabilă și accelerarea tranziției către o rețea electrică fără carbon.
„Stocarea energiei este de fapt adevărata punte către un viitor cu energie curată”, spune Bernadette Del Chiaro, director executiv al Asociației pentru energie solară și stocare din California. Cât de repede vom ajunge la acel viitor depinde în mare parte de cât de repede scad costurile. În Statele Unite, între 2015 și 2018, potrivit Administrației pentru informații energetice din SUA, prețul bateriilor de stocare a scăzut deja cu aproape 70%,. Această scădere accentuată a prețurilor a fost o urmare a progreselor semnificative realizate în dezvoltarea bateriilor litiu-ion care au condus la o îmbunătățire a performanțelor acestora. S-a extins și capacitatea de stocare a bateriilor, construindu-se facilități capabile să stocheze și să descarce energie pe perioade tot mai lungi de timp. Concurența pe piață și creșterea producției de baterii joacă, de asemenea, un rol major; o proiecție a Laboratorului Național pentru Energii Regenerabile din SUA consideră că, pentru bateriile litiu-ion, costurile medii vor continua să scadă cu 45% între 2018 și 2030.
În Statele Unite, la Moss Landing, într-o fostă centrală electrică, o rețea de baterii litiu-ion de 300 de megawați este în prezent pregătită pentru funcționare, iar o rețea suplimentară de 100 de megawați va deveni operațională în acest an. De asemenea, în aceeași locație, o rețea suplimentară de 182,5 megawați, respectiv 256 de baterii megapack Tesla, este programată să înceapă furnizarea în rețeaua electrică a Californiei la mijlocul anului 2021, ceea ce va face ca Moss Landing să dețină supremația în acest domeniu la nivel mondial.
Tot în California, un proiect de stocare de 250 de megawați a fost finalizat anul acesta în San Diego, a început construcția unui sistem de 150 de megawați în apropiere de San Francisco, un proiect de baterii cu o capacitate totală de 100 de megawați se apropie de finalizare în Long Beach, iar alte câteva sunt în diferite stadii de dezvoltare. Din acest motiv, California este în prezent liderul global în efortul de a echilibra intermitența energiei regenerabile în rețelele electrice prin intermediul rețelelor de baterii, dar restul lumii îi urmează rapid exemplul. Planurile anunțate recent prevăd dezvoltarea unui sistem de 409 megawați în Florida de Sud, a unei unități de 320 megawați lângă Londra, în Marea Britanie, a unei instalație de 200 megawați în Lituania și a unei unități de 112 megawați în Chile.
În ansamblu, potrivit Wood MacKenzie, o companie de cercetare și consultanță în domeniul resurselor naturale, capacitatea totală de stocare a bateriilor din Statele Unite va crește de la 1,2 gigawați în 2020 la aproape 7,5 gigawați în 2025. Kelly Speakes-Backman, director executiv al Asociației de Stocare a Energiei din SUA, spune că rata de creștere a capacităților de stocare a bateriilor s-a dublat în 2020 și probabil s-ar fi triplat dacă nu ar fi fost încetinirea cauzată de pandemia Covid-19.
Europa a fost mai lentă în privința stocării. „În general, Europa este puțin mai conservatoare” atunci când vine vorba de astfel de evoluții, spune Daniele Gatti, analist pentru IDTechEx, o firmă de cercetare de piață din Marea Britanie specializată în tehnologii emergente. Dezvoltarea stocării energiei în Europa a fost împiedicată de o piață restrictivă de electricitate dominată de licitații guvernamentale care tind să subestimeze stocarea, spune ea. Cu toate acestea, unele proiecte de rețele de baterii sunt acum în curs de dezvoltare, inclusiv sistemul Gateway de 320 megawati care urmează să fie construit într-o nouă facilitate portuară lângă Londra.
La nivel global, Gatti prevede o creștere rapidă a capacităților de stocare a energiei, ajungând la 1,2 terawați (1.200 gigawați) în următorul deceniu. Printre jucătorii cheie se numără Australia, care în 2017 a devenit prima națiune care a instalat pentru rețeaua sa energetică o capacitate majoră de stocare, de 100 de megawați (Hornsdale Power Reserve) și acum intenționează să adauge încă o capacitate de 300 de megawați. Noul sistem va distribui energia electrică între statele Australiei în funcție de necesități, maximizând eficiența infrastructurii de transport existente și reducând nevoia de a construi noi linii electrice care să rămână inactive pentru perioade lungi de timp. Proiecte similare se pregătesc în landul Baden-Württemberg, în sud-vestul Germaniei.
Și, deși sistemul de stocare în baterii de la Moss Landing din SUA este planificat să devină cel mai mare din lume, este posibil să nu rămână așa pentru mult timp. Arabia Saudită tocmai a anunțat că intenționează să intre în competiție pentru acest titlu, cu un sistem masiv de producție de energie solară și facilități de stocare, pe coasta de vest a țării. Facilitatea va furniza non-stop energie regenerabilă 100% unui complex complex de 50 de hoteluri și 1.300 de locuințe construite pe litoralul Mării Roșii.
Într-un raport recent care concluzionează că majoritatea centralelor electrice cu combustibili fosili din SUA vor ajunge la sfârșitul vieții lor profesionale până în 2035, experții spun că este timpul pentru o creștere rapidă a stocării energiei la scară industrială.
Sursele regenerabile de energie combinate cu capacități de stocare în baterii sunt deja o alternativă viabilă din punct de vedere economic la utilizarea centralelor pe combustibili fosili. Combinația dintre producția și stocarea de energie electrică funcționează deosebit de bine în cazul energiei solare, care urmează în general un model zilnic previzibil. Și, pe măsura creșterii aportului de energie solară în rețea, costul exploatării centralelor pe combustibili fosili crește.
„Acest lucru se datorează în principal faptului că [centralele electrice pe combustibili fosili] sunt forțate să pornească și să se oprească mult mai des acum, din cauza creșterii producției de energie solară”, spune Yiyi Zhou, specialist în sisteme de energie regenerabilă. „Acest lucru înseamnă uzură fizică și le scurtează durata de viață” .
Rețelele de baterii au ajuns chiar să atingă o capacitate – în jur de 200 de megawați – care permite regenerabilelor să înlocuiască centralele mici și mijlocii pe gaze naturale, spune Ray Hohenstein, director de aplicații de piață la compania Fluence, cel mai mare furnizor global de servicii și tehnologie de stocare a energiei. „Acum suntem capabili să construim cu adevărat aceste resurse hibride – solare, de stocare, eoliene – și să facem treaba pe care o făceau în mod tradițional centralele electrice cu combustibili fosili” , spune Hohenstein, a cărui companie prevede un interes crescut pentru proiectele mari.
Stocarea face mai profitabilă energia regenerabilă, spune Wesley Cole, analist energetic la Laboratorul Național de Energii Regenerabile din SUA. „Una dintre provocările energiei regenerabile este aceea că, atunci când producția este prea mare, valoarea ei scade” . Stocarea ajută la rezolvarea acestei probleme prin absorbția excesului de energie care s-ar fi pierdut în perioadele când cererea de energie electrică este mai mică și furnizarea acesteia într-un moment în care este necesar.
În timp ce stocarea energiei prosperă pe piețe cu valoare ridicată, cum ar fi California, prețurile bateriilor trebuie să scadă în continuare mai mult pentru a se ajunge la o desfășurare globală pe scară largă. Cu toate acestea, analiștii sunt optimiști că prețurile bateriilor vor ajunge în cele din urmă suficient de scăzute pentru utilizarea pe scară largă a stocării energiei.
„Vedem că stocarea este o componentă importantă în orice proiect de viitor pe care îl analizăm” , spune Cole. „Și nu doar pentru unul sau doi gigawați… ci pentru zeci până la sute de gigawați” .
