Αποθήκευση ενέργειας, η λύση στην αστάθεια της παραγωγής των ΑΠΕ

Τώρα, με την πρόοδο στον τομέα της αποθήκευσης ξεπερνιούνται τα βασικά προβλήματα που σχετίζονται με το γεγονός ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας δεν μπορούν πάντα να μας δίνουν ενέργεια ακριβώς όταν την χρειαζόμαστε – ο ήλιος δεν μπορεί να λάμπει, ούτε να φυσάει ο άνεμος, κατόπιν αιτήματος.

Αλλά αν μπορούμε να καταλάβουμε πώς μπορούμε να εξοικονομήσουμε αυτή τη διακοπτόμενη ενέργεια για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα, μπορεί να γίνει τόσο αξιόπιστη όσο ο άνθρακας.

Οι περισσότερες λύσεις αποθήκευσης σήμερα εξαρτώνται από μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες είναι ισχυρές αλλά σχετικά ακριβές. Και όπως επισημαίνει το sifted.eu των Financial Times, αυτό το υψηλό κόστος έχει κρατήσει ορισμένες εταιρείες πίσω, αλλά άλλες κάνουν την τεχνολογία να λειτουργήσει.

Για παράδειγμα, η Polarium – μια startup στην ακμάζουσα βιομηχανία μπαταριών της Σουηδίας – παρέχει εφεδρική ισχύ ιόντων λιθίου στους τηλεπικοινωνιακούς και εμπορικούς τομείς.

Η εταιρεία λέει ότι το USP της είναι ο τρόπος με τον οποίο μετατρέπει αποτελεσματικά το συνεχές ρεύμα που παράγεται από τα ηλιακά πάνελ στο εναλλασσόμενο ρεύμα που χρειάζονται οι περισσότερες συσκευές.

Σύμφωνα με το δημοσίευμα, υπάρχουν και δεκάδες εταιρείες οι οποίες κοιτούν πέρα από το λίθιο – και ο αγώνας επιταχύνθηκε μετά την εκτίναξη των τιμών για τις πρώτες ύλες λιθίου πέρυσι, καθώς η επίδραση των πολέμων και η παρατεινόμενη πανδημία επιβραδύνουν τις αλυσίδες εφοδιασμού. Οι επενδύσεις σε νέες μπαταρίες στην Ευρώπη προβλέπεται να φτάσουν τα 30 δισ. ευρώ έως το 2030, καθώς η περιοχή προετοιμάζεται για το μέλλον των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Η αναζήτηση για μια σταθερή, οικονομικά αποδοτική εναλλακτική λύση λιθίου είναι ευρεία. Startups συμπεριλαμβανομένης της γαλλικής Tiamat κατασκευάζουν μπαταρίες με βάση το αλάτι. Το νάτριο βρίσκεται δίπλα στο λίθιο στον περιοδικό πίνακα, επομένως δεν είναι μόνο παρόμοιο, αλλά είναι επίσης πιο άφθονο και φθηνότερο. Από την άλλη πλευρά, η ενεργειακή πυκνότητα του νατρίου είναι σχετικά χαμηλή, πράγμα που σημαίνει ότι οι μπαταρίες που χρησιμοποιούν αλάτι πρέπει να είναι μεγαλύτερες και βαρύτερες από τις αντίστοιχες μπαταρίες λιθίου.

Στη συνέχεια, υπάρχει η «ισχύς βαρύτητας», η οποία μιμείται την υδροηλεκτρική ενέργεια συλλαμβάνοντας την ενέργεια της πτώσης του βάρους. Το Scotland’s Gravitricity δοκίμασε την εκδοχή αυτής της ιδέας στο λιμάνι του Εδιμβούργου το 2021 και ελπίζει ότι μια μέρα θα δημιουργήσει ηλεκτρική ενέργεια ρίχνοντας τα βάρη στα αχρηστευμένα φρεάτια ορυχείων. Οι υποστηρικτές λένε ότι ένα βασικό πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι η μεγαλύτερη διάρκεια ζωής (οι ανταγωνιστικές μπαταρίες ιόντων λιθίου αρχίζουν να υποβαθμίζονται μετά από μερικά χρόνια).

Εν τω μεταξύ, η πρώτη εμπορική «μπαταρία άμμου» στον κόσμο, που αναπτύχθηκε από την Polar Night Energy, κυκλοφόρησε στη Φινλανδία πέρυσι. Όπως υποδηλώνει το όνομα, η ιδέα εδώ είναι η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας στην άμμο με τη μορφή θερμότητας, η οποία μπορεί στη συνέχεια να αξιοποιηθεί όταν απαιτείται.

Όλες αυτές οι προσπάθειες αποθήκευσης ενέργειας είναι συναρπαστικές, αλλά πρέπει να γίνουν πολύ φθηνότερες προκειμένου να ανατπυχθούν σε ευρεία κλίμακα. Και πάλι, δεν θα ήταν ποτέ εύκολο να αντικατασταθεί το τρέχον ενεργειακό σύστημα, το οποίο λειτουργεί αρκετά αποτελεσματικά, παρά το γεγονός ότι ανεβάζει την θερμοκρασία στον πλανήτη.

Τα δύο στρατόπεδα

Οι Ευρωπαίοι leaders της αποθήκευσης μπορούν να χωριστούν σε δύο στρατόπεδα. Το Ηνωμένο Βασίλειο προηγείται στις εγκαταστάσεις αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας, με χωρητικότητα περίπου 26 GWh που αναμένεται να δημιουργηθεί στη χώρα έως το 2031. Αν εξετάσουμε την οικιακή αποθήκευση, η Γερμανία κατέχει την πρώτη θέση, κατέχοντας το 70% της ευρωπαϊκής αγοράς οικιακής αποθήκευσης.

Η πλήρης κατάταξη δείχνει το Ηνωμένο Βασίλειο, την Ιταλία, τη Γερμανία, την Ισπανία και τη Γαλλία να προηγούνται στην αποθήκευση ενέργειας σε κλίμακα δικτύου, ενώ η Γερμανία, η Ιταλία, το Ηνωμένο Βασίλειο, η Αυστρία και η Ελβετία είναι οι κορυφαίες χώρες για αποθήκευση ενέργειας ιδίας κατανάλωσης.

Το πώς αποθηκεύουμε ενέργεια σε μαζική κλίμακα είναι μια κεντρική πρόκληση για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής. Το καλύτερο που μπορούν να προσφέρουν οι περισσότερες σημερινές μπαταρίες είναι η φόρτιση τεσσάρων έως οκτώ ωρών, η οποία δεν θα είναι αρκετή για να μεταμορφώσει το δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η αποθήκευση μεγάλης διάρκειας είναι απολύτως απαραίτητη και δεκάδες νεοσύστατες επιχειρήσεις συναγωνίζονται για να κάνουν πραγματικότητα τα ανταγωνιστικά προϊόντα μπαταριών με φόρτιση 10-100 ωρών.

Οι προσεγγίσεις ποικίλλουν, αλλά μέχρι στιγμής είναι όλες ακριβές: η VoltStorage με έδρα το Μόναχο, για παράδειγμα, χρησιμοποιεί μπαταρίες νατρίου «οξειδοαναγωγικής ροής» για αποθήκευση έως και 100 ωρών, ενώ η νορβηγική Photoncycle προσπαθεί να κάνει αυτό που δεν έχει γίνει ποτέ – να επιτύχει δια-εποχική αποθήκευση ενέργειας.

Η Ευρώπη έχει σκληρούς αντιπάλους αποθήκευσης ενέργειας. Η Κίνα κυριαρχεί στην παραγωγή ιόντων λιθίου και κάνει μεγάλα παιχνίδια για να κυριαρχήσει και στην εφοδιαστική αλυσίδα ιόντων νατρίου.

Οι Αμερικανοί κατασκευαστές μπαταριών, εν τω μεταξύ, μπορούν να λάβουν σημαντικές εκπτώσεις φόρου — έως και 30% του κόστους εγκατάστασης των συστημάτων τους, χάρη στο πρόγραμμα πράσινων επιδοτήσεων του νόμου για τη μείωση του πληθωρισμού (IRA). Και ένα μπόνους 20% είναι διαθέσιμο εάν πληρούνται ορισμένες απαιτήσεις – όπως η χρήση οικιακών εξαρτημάτων.

Ενώ ορισμένες ευρωπαϊκές χώρες έχουν παρουσιάσει παρόμοια σχέδια, όπως το πρόγραμμα επιδοτήσεων 150 εκατομμυρίων ευρώ της Ισπανίας, η ήπειρος δυσκολεύεται να ανταγωνιστεί τον IRA. Προφανώς, οι επιδοτήσεις δεν θα υπάρχουν πάντα. Ωστόσο, ο IRA δίνει μια σημαντική ώθηση στις αμερικανικές εταιρείες, γεγονός που εξηγεί επίσης γιατί οι ΗΠΑ αναμένεται να αποκτήσουν μερίδιο 20% της αγοράς αποθήκευσης την επόμενη δεκαετία — και η Ευρώπη μόλις 11%.

Εμπόδια και προοπτικές

Στα βήματα που πρέπει να γίνουν για να ανταποκριθεί η αγορά και να καλύψει τις ανάγκες της αποθήκευσης ενέργειας αναφέρθηκε ο κ. Μανώλης Καραπιδάκης, καθηγητής στο Ελληνικό Μεσογειακό Πανεπιστήμιο και Επιστημονικός Υπεύθυνος της Ελληνικής Πρωτοβουλίας Συστημάτων Αποθήκευσης Ηλεκτρικής Ενέργειας (ΕΠΣΑΗΕ) μιλώντας στο 5ο Renewable & Storage Forum.

Όπως επεσήμανε, η Ελλάδα ήταν πρωτοπόρος εδώ και πολλά χρόνια στον τομέα της αποθήκευσης καθώς υπήρχε η διάθεση και η τεχνογνωσία αλλά παρόλα αυτά, σήμερα, δεν έχουμε σημαντικά έργα πέραν από έναν διαγωνισμό.

Η αποθήκευση είναι πρωτίστως τεχνικό θέμα και πλέον αποτελεί μια απαίτηση των συστημάτων ηλεκτρικής ενέργειας κυρίως για να απορροφά την μεταβλητότητα των ΑΠΕ. Οι ποσότητες των GW που θα προκύπτουν από τις ΑΠΕ θα είναι μη διαχειρίσιμες εάν δεν κάνουμε χρήση τεσσάρων όπλων, όπως υπογράμμισε: των διασυνδέσεων, της αποθήκευσης, της διαχείρισης φορτίου και των περικοπών.

Το ΕΣΕΚ προβλέπει μεν νούμερα αισιόδοξα αλλά η αγορά πρέπει να εστιάσει σε ποιοτικότερα έργα και να μην αποφασίζει μόνο με βάση το ποσοτικό κριτήριο. Χρειάζεται επίσης μια πλατφόρμα στον ΑΔΜΗΕ που θα δίνει πληροφορίες για τον κάθε υποσταθμό (περιθώριο ισχύος, χωρητικότητα αποθήκευσης κλπ).

«Εφόσον καθορίσουμε τον ηλεκτρικό χώρο τότε μπορούμε να καθορίσομε τε τεχνικό πλαίσιο, να πάμε σε προτεραιοποίηση. Τώρα βιώνουμε ένα μποτιλιάρισμα έργων και προσπαθούμε να δούμε ποιος είναι ο βέλτιστος τρόπος για να κινηθεί», σημείωσε.

Αναφερόμενος στο διαγωνιστικό πλαίσιο, τόνισε ότι αν χαθεί ο ρυθμός ή γίνει μια μεταβολή τότε τα πράγματα πάνε πίσω. Ο κ. Καραπιδάκης τόνισε ότι πρέπει μεν να υπάρχουν υψηλοί στόχοι αλλά πρώτα πρέπει να λυθούν τα τεχνικά ζητήματα, να υιοθετηθούν μικρότερα βήματα και πιο ξεκάθαρες συναρτήσεις.