Osiągnięcie coraz istotniejszej roli magazynowania energii elektrycznej jest jednym z kluczy do transformacji systemu produkcji energii elektrycznej, ale dlaczego?

Zwiększenie efektywności i obniżenie kosztów magazynowania energii elektrycznej może oznaczać rewolucję w sposobie, w jaki wytwarzamy i zużywamy energię w naszym codziennym życiu, ale dlaczego? Jeśli czytasz te słowa, prawdopodobnie natknąłeś się na jakiś artykuł prasowy ogłaszający, że dany kraj lub firma wzmocniła swoje zdolności magazynowania energii elektrycznej. Magazynowanie energii jest jednym z głównych trendów w sektorze energetycznym ostatnich lat i ma ku temu przekonujące powody. Wyobraź sobie system, który pozwala na magazynowanie całej „nadwyżki” energii i udostępnianie jej na rynku w razie potrzeby; coś bardzo powszechnego na innych rynkach, co ze względów technologicznych i kosztowych jest rzadkością w tym sektorze.

Być może pierwszą rzeczą, którą powinniśmy zdefiniować, jest to, czym jest magazynowanie energii elektrycznej i jak ono działa. Z natury energia jest czynnikiem w ciągłym ruchu; coś, co oznacza, że ​​jej magazynowanie, za pomocą różnych metod, było nieustanną walką od zarania dziejów ludzkości. Od młynów wodnych, które wykorzystywały spiętrzoną wodę do napędzania maszyn do mielenia ziarna, po dzisiejsze zaawansowane tamy, które pozwalają nam poruszać turbiny i wytwarzać energię elektryczną; ludzie starali się wykorzystać uwalnianie energii do realizacji naszych celów produkcyjnych. Pragnienie, które wraz z odkryciem i wykorzystaniem energii elektrycznej (XIX wiek) stało się obsesją trwającą do dziś.

Chociaż początkowo rozumieliśmy, że spalanie niektórych materiałów, takich jak drewno, węgiel czy ropa naftowa, pozwala nam uwalniać energię, którą można przekształcić w energię elektryczną, ułatwiając w ten sposób jej zużycie w zależności od naszych specyficznych potrzeb i umożliwiając jej „fizyczne magazynowanie”, sama złożoność energii elektrycznej nauczyła nas, że ta metoda to nic więcej niż tylko rozwiązanie. W przeciwieństwie do tego rodzaju energii, wykorzystywanej w pierwszej rewolucji przemysłowej, energia elektryczna przepływa przez zamknięty obieg zaprojektowany w określonym celu: jej zużycie. Jeśli zastanowimy się nad tym, jak działa energia elektryczna od momentu jej wytworzenia aż do dotarcia do naszych domów, to „drogi”, którymi płynie, z ogromnym poziomem zaawansowania technologicznego, umożliwiają jej transport i dystrybucję, ale nie magazynowanie.

Oznacza to, że czasami występują szczyty zapotrzebowania na energię elektryczną, których nie można zaspokoić ze względu na brak wystarczających mocy wytwórczych. Często zdarza się również, że w innych przypadkach dochodzi do nadwyżki energii elektrycznej, która zostaje utracona, ponieważ w tym czasie zapotrzebowanie jest niewystarczające. Dlatego właśnie, wraz z rozwojem naszych społeczeństw, a wraz z nimi naszego zużycia energii elektrycznej, zrozumieliśmy, że magazynowanie energii elektrycznej jest absolutnie kluczowe dla osiągnięcia kilku celów, takich jak efektywność energetyczna, walka ze zmianami klimatu i zdecydowany nacisk na energię odnawialną.

Magazynowanie energii elektrycznej: „akumulator” zrównoważonego rozwoju

Wyobraźmy sobie wzgórze pełne turbin wiatrowych pracujących na pełnej mocy lub pole o powierzchni kilku hektarów wyposażone w panele fotowoltaiczne. W naszej zbiorowej wyobraźni może to stanowić ostateczne rozwiązanie problemów związanych z zanieczyszczeniem spowodowanym ciągłą eksploatacją i spalaniem paliw kopalnych w celu produkcji energii elektrycznej. Choć może to być prawdą, nie jest to absolutna prawda. Jak już wcześniej wyjaśniliśmy, energii elektrycznej nie da się „udomowić” jako takiej. Odnawialne źródła energii zależą od warunków klimatycznych, aby wytwarzać energię na nasze potrzeby (wiatr, promieniowanie słoneczne itp.), a te nie zawsze pokrywają się z zapotrzebowaniem odbiorców końcowych, tworząc doliny w wytwarzaniu lub zapotrzebowaniu.

Z drugiej strony istnieją technologie wytwarzania energii elektrycznej, takie jak energia jądrowa, których produkcja nie jest zależna, lecz absolutnie ciągła, ponieważ elektrownia jądrowa, ze względów technicznych i ekonomicznych, nie może być włączana ani wyłączana w zależności od naszych potrzeb, lecz wymaga uwalniania energii w sposób stały i kontrolowany. Oznacza to, że elektrownie jądrowe stały się „akumulatorami” niektórych systemów elektrycznych w naszym środowisku, jak ma to miejsce we Francji. Jednak oprócz uwarunkowań moralnych, jakie mogą one stwarzać, ujawniają one również podstawowy problem, który omówiliśmy wcześniej: czasami znaczna część wytworzonej energii nie jest wykorzystywana, ponieważ nie jest ona potrzebna rynkowi.

Wszystkie te sytuacje skłoniły nasze społeczeństwa do rozważenia wielkiego wyzwania, które z kolei daje ogromną nadzieję: magazynowania energii elektrycznej. To rozwiązanie mogłoby znacznie zmniejszyć klimatyczne konsekwencje niedostatecznego wykorzystania energii elektrycznej, promując bardziej wydajną i elastyczną sieć dla użytkownika końcowego.

Wdrożenie systemów magazynowania energii elektrycznej pozwoliłoby nam ostatecznie rozszerzyć wykorzystanie energii odnawialnej, umożliwiając nam magazynowanie nadwyżek do wykorzystania w dni, gdy warunki pogodowe nie pozwalają na stabilną produkcję energii. Co więcej, wyeliminowałoby to rolę paliw kopalnych jako „rezerwy energii” na okresy szczytowego zapotrzebowania, kiedy elektrownie cieplne działają jak „akumulatory” dla naszego systemu elektrycznego; jest to coś dalekiego od społeczeństwa dążącego do zrównoważonego rozwoju i zielonej energii. Z drugiej strony, warto również podkreślić ogromny impuls, jaki stanowiłoby to dla demokratyzacji pojazdów elektrycznych, które znalazłyby w magazynowaniu energii elektrycznej kluczowego sojusznika w zapewnianiu stabilnego źródła energii do normalnego funkcjonowania.

Ale co powstrzymuje rozwój magazynowania energii elektrycznej?

Jeśli istnieje jedno słowo, które stale powtarza się w naszych społeczeństwach, to jest to „rynek”. Faktem jest, że pomimo istnienia lub wcześniejszego istnienia innowacyjnych technologii, jeśli nie są one konkurencyjne, nie mogą stać się realnymi wektorami transformacji; i magazynowanie energii elektrycznej nie jest wyjątkiem. Stało się tak z powodu wysokich kosztów materiałów i produkcji głównego materiału tej rewolucji technologicznej: litu. Materiał ten, którego właściwości sprawiają, że jest w centrum uwagi w sektorze energetycznym, jest również drogi, co do tej pory uniemożliwiało jego pełne pojawienie się.

Ale ta sytuacja nie będzie trwała wiecznie. Badania, takie jak to opublikowane przez BloombergNEF (BNEF), szacują, że koszty akumulatorów spadną nawet o połowę do 2030 roku, co bezpośrednio wpłynie zarówno na magazynowanie energii elektrycznej, jak i na rozwój pojazdów elektrycznych. Zatem, dzięki większej konkurencyjności i redukcji kosztów, demokratyzacja tej technologii daje realną nadzieję. Teraz pozostaje tylko pytanie, jak daleko zajdzie ta rewolucja. Czas pokaże, czy się powiedzie.