Az akkumulátoros tárolási technológiák elengedhetetlenek a fosszilis tüzelőanyagok megújuló energiával való felváltásának felgyorsításához. A telepített akkumulátoros tárolórendszerek egyre fontosabb szerepet játszanak a zöld energiaellátás és a villamosenergia-igények zökkenőmentes kielégítésében. Az ún. akkumulátoros energiatárolási rendszerek (Battery Energy Storage System, BESS) az időjárásfüggő megújuló energiaforrások egyre intenzívebb használata során vethetők be a stabil és kiegyensúlyozott villamosenergia-ellátás érdekében.
A BESS-ekhez intelligens akkumulátorszoftver-algoritmusokat használnak az energiatermelés koordinálására, és számítógépes vezérlőrendszerek segítségével döntik el, hogy mikor tárolják az energiát, vagy engedjék át a hálózatba. A csúcsigény idején energia adható ki az akkumulátortároló rendszerből, így alacsonyak a költségek, és magas árakat lehet realizálni.
A Rystad Energy kutatócég szerint
AZ AKKUMULÁTOROS ENERGIATÁROLÓ RENDSZEREK (BESS) ÉVES TELEPÍTÉSE 2022 ÉS 2030 KÖZÖTT TÍZSZERESÉRE FOG NŐNI.
A Rystad várakozásai alapján az éves BESS-telepítések 2022 és 2030 között átlagosan 33%-kal fognak növekedni minden piaci szegmensben, beleértve a lakossági, kereskedelmi és hálózati méretűeket is. A 2022. évi 43 GWh-ról a cég 2030-ra mintegy 421 GWh új kapacitás üzembe helyezésével számol.
A Rystad szerint az idei növekedés sokkal nagyobb, mintegy 72%-os lesz az előző évhez képest. A Rystad ezt a BESS-ek a gyártási költségének csökkenésének, az amerikai és európai nemzeti finanszírozási és ösztönző programoknak, valamint az erőteljes kínai kapacitásbővítésnek tulajdonítja.
Kína dominálja a piacot
A Nemzetközi Energia Ügynökség (IEA) elemzése azt mutatja, hogy Kína 2022-ben az 5 GW-ot megközelítő éves telepítésekkel a hálózati méretű akkumulátortárolók piacának élén állt. Kínát szorosan követte az Egyesült Államok, amely 2022-ben 4 GW-ot helyezett üzembe. A 2022 augusztusában elfogadott inflációcsökkentési törvény (Inflation Reduction Act, IRA) beruházási adókedvezményt tartalmaz az önálló tárolókra, ami a jövőben a telepítések további fellendülését ígéri.
A 2022 szeptemberében közzétett nemzeti villamosenergia tervében India is ambiciózus célokat tűzött ki az akkumulátoros energiatárolás fejlesztésére. Az Európai Bizottság pedig 2023 márciusában ajánlásokat tett közzé a villamosenergia-tárolás nagyobb mértékű európai uniós elterjedését támogató szakpolitikai intézkedésekről.
1. ábra: Az akkumulátoros energiatárolási rendszerek éves telepítései (GWh). Forrás: Energy Storage News
Az előbbi ábra a BESS-ek exponenciális növekedését prognosztizálja, amit az utóbbi 10-12 évben a BESS-ekkel foglalkozó tudományos cikkek exponenciális növekedése előzött meg.
2. ábra: Az akkumulátoros energiatárolási rendszerekkel foglalkozó tudományos cikkek száma. Forrás: ScienceDirect
A cikkek többek között a frekvenciaszabályozástól az arbitrázson (villamos energia vásárlása alacsony áron, tárolás, értékesítés később magasabb áron) keresztül, egészen a „Blackstarting-ig” (rendszerösszeomlás esetén az újraindítás segítése) sokféle témával foglalkoznak. Ezzel együtt nemcsak a tudományos cikkek sokasodnak, hanem a telepített rendszerek növekedésével gazdagodnak a fejlesztéssel és működtetéssel összefüggő tapasztalatok is. 10-15 éves nemzetközi tapasztalat segíti a BESS-alkalmazások optimális munkaciklusának beállítását, a BESS-műveletek integrált kommunikációjának javítását a technikai és piaci-gazdasági műveletekkel, beleértve az akkumulátorhasználat optimalizálását és az avulással összefüggő kutatásokat is.
Az alapkutatások nyilvánvalóan javították az akkumulátorok jellemzőit és azok alaposabb ismeretét, ugyanakkor a BESS-ek működtetésének kellően mély megértése, a megfelelő alkalmazásuk, a sokszínű lehetőségek és eltérő érdekek optimális összekapcsolása területén még sok elemző munkára lesz szükség. Megfigyelésünk szerint az ilyen tartalmú megjelent 10 cikkből legalább négyben vannak kínai szerzők, ezzel is biztosítva az akkumulátorokkal kapcsolatos kutatás-fejlesztés és innováció terén a hegemón szerep fenntartását.
Hosszú a megtérülési idő
Növekszik a telepített rendszerek száma, de a növekvő számú numerikus és empirikus elemzés azt is sugallja, hogy
AZ AKKUMULÁTORRENDSZEREK HOSSZÚ MEGTÉRÜLÉSI IDEJE TOVÁBBRA IS AZ EGYIK FŐ AKADÁLYA A HÁLÓZATRA KAPCSOLT AKKUMULÁTORRENDSZEREK FEJLŐDÉSÉNEK.
Ugyan egyre több a tapasztalat, de minden ország, minden önálló villamosenergiarendszer-irányító szabályrendszerén belül kell újra és újra értelmezni a BESS-ek számára nyitott és gazdaságos működést. Gyakori panasz, hogy a meglévő szabályozási és intézményi környezet még nem kiforrott, és így a beruházók is nagyon óvatosak.
Azt is tudni kell, hogy a beépíthető, beépítendő kapacitások mekkorák legyenek az egyes országokban, valamint a piacokhoz való hozzáférés minősége is lehet akadály, és egyelőre a tárolás üzleti modelljei, termékei sem mindig nyereségesek. Sokszor ebben a korai fejlettségi időszakban csak valamilyen állami támogatási eszköz segíthet a beruházások létrejöttében és a villamosenergia hálózati rendszerekbe való integrációjában. Ugyanakkor az is köztudott, hogy BESS-eket egyre bátrabban használják lakossági, kereskedelmi, ipari és közüzemi alkalmazásokban csúcsok kiegyenlítésére vagy a hálózat támogatására.
Ahogy a telepített rendszerek száma növekszik, úgy egyre több olyan helyi hibát is megfigyeltek már, amelyek tüzet és robbanást eredményeztek. Ma már köztudott, hogy a lítiumion-akkumulátorok gyúlékony elektrolitokat tartalmaznak, amelyek egyedi veszélyeket okozhatnak, például akkor, amikor az akkumulátorcella sérül vagy hőhatás alá kerül. Ennek kiváltó oka akár egy rövidzárlat is lehet, amit túltöltés, túlmelegedés vagy egyéb mechanikai sérülés következménye is okozhat. Emiatt az ezekre a rendszerekre jellemző különleges tűz- és robbanásveszélyeket is azonosítani kell, a megelőzés, valamint havária bekövetkezés esetén a gyors reagálásra való felkészülés céljából.
Az akkumulátorok típusa is számít
A régóta fejlesztett, ma már újabb típusú, biztonságosabb nátrium-kén energiatárolók és az abból épített rendszerek (NaS BESS) a hosszabb távú energiatárolási megoldásokat teszik lehetővé. A fejlesztők azt állítják, hogy hat órás vagy hosszabb energiakisütésre tervezett NaS akkumulátoregységek több száz megawattórára méretezhetők. A nagy energiasűrűség és a gyors reakcióidő mellett ezen rendszerek 20 éves tervezési élettartammal együtt, nagyon alacsony avulási szint mellett eléggé meggyőzőek lehetnek.
Az, hogy milyen típusú akkumulátorokból állnak fel a jövőben a versenyképes rendszerek, majd az igények és az adott piaci lehetőségek döntik el: különböző üzleti és technikai célok és lehetőségek más-más modellt igényelnek. A fejlesztési döntések előkészítéséhez közös előkészítő munkára van szükség a hatóságok és az érdekeltek között, hiszen a fejlesztések megtervezése során a finanszírozók, beruházók kockázatainak minimalizálása érdekében is meg kell tenni a költség-referenciaértékek becslését, a jövőbeli rendszerárak előrejelzését költséghatékony „rendszerkonfigurációk” létrehozása érdekében, ami különösen manapság a nehezen kiszámítható árkörnyezetben nem egy egyszerű feladat.
Mindent összevetve annyi bizonyos, hogy egy fejlett, kiszámítható piacon
A VILLAMOSENERGIA-HÁLÓZATI RENDSZEREK A JÖVŐBEN EGYMÁSSAL KOMMUNIKÁLÓ INTEGRÁLT BESS-EKKEL, AZ AKKUMULÁTOROK TULAJDONSÁGAINAK SZÉLESKÖRŰ KIHASZNÁLÁSÁVAL RUGALMASABBÁ, BIZTONSÁGOSABBÁ, ÉS EGYBEN FENNTARTHATÓBBÁ TEHETŐK.
