PV i magazyny energii są już bardziej opłacalne niż węgiel?

• W 2023 roku moc magazynów energii na świecie wzrosła o 42 GW.
• Za 90% zapotrzebowania na baterie litowo-jonowe odpowiada sektor energetyczny.
• Od 2010 roku koszt baterii litowo-jonowych spadł o 90%. 

Magazyny energii to nie tylko sposób na wykorzystywanie energii elektrycznej wytworzonej z OZE w momentach, kiedy słońce nie świeci, a wiatr nie wieje. Technologia bateryjnego magazynowania pozwala też na równoważenie podaży i popytu, utrzymanie stabilnej pracy sieci, regulację napięcia i częstotliwości. Magazyny umożliwiają zarządzanie przeciążeniami, zwiększenie autokonsumpcji, korzystanie ze zmiennych taryf zakupu energii i zasilanie awaryjne. Jak można wykorzystać je do przeprowadzenia transformacji energetycznej i jak robi się to obecnie na świecie?

Koszty spadają, moc rośnie

Koszty magazynów energii spadły od 2010 roku o 90%. Jeszcze 14 lat temu za 1 kWh pojemności baterii litowo-jonowych trzeba było zapłacić 1400 dolarów. Pod koniec 2023 roku ich cena wynosiła już tylko 140 $/kWh. Żadna inna technologia energetyczna nie doświadczyła tak gwałtownych spadków cen. Niższe koszty wiążą się też z lepszymi parametrami – większą gęstością energii i dłuższą żywotnością baterii.

Już teraz rozwój technologii magazynowania i spadek cen pozwala na wzrost udziału OZE w produkcji energii. Przykładowo – w Indiach inwestycje w fotowoltaikę połączoną z magazynami energii są już konkurencyjne dla budowy nowych elektrowni węglowych. W najbliższych latach podobna sytuacja będzie miała miejsce w Chinach. W Stanach Zjednoczonych połączenie PV + magazyny będzie sensowną alternatywą dla elektrowni gazowych. 

W 2023 roku na świecie powstało 42 GW magazynów energii. Na tę liczbę złożyły się wielkoskalowe magazyny, urządzenia wykorzystywane w instalacjach domowych i samochody elektryczne. Aż 14  milionów nowych elektryków pojawiło się na drogach, ich baterie stanowią większość pojemności akumulatorów w sektorze energetycznym. Pomimo tego, że baterie litowo-jonowe wykorzystywane są powszechnie w urządzeniach codziennego użytku – jak telefony i komputery, to 90% zapotrzebowania na magazyny litowo-jonowe generuje właśnie sektor energetyczny.

Różne technologie, różne właściwości

Technologię bateryjnego magazynowania energii można podzielić na kilka grup. Należą do nich na przykład baterie litowo-jonowe, sodowo-jonowe, akumulatory redox czy baterie żelazowo powietrzne. Żadna z tych technologii nie pozwala na magazynowanie sezonowe – nie da się w ten sposób zatrzymać wyprodukowanej latem fotowoltaiki na styczeń czy luty. Baterie litowo-jonowe i sodowo-jonowe mogą w opłacalny sposób magazynować energię do 8 godzin – dzięki nim można zwiększać autokonsumpcję w prosumenckich instalacjiach PV lub korzystać z dynamicznych taryf zakupu prądu. Technologie różnią się od siebie – baterie sodowe są tańsze, ale litowe mniej degradują się z kolejnymi cyklami rozładowania. Akumulatory redox mogą przechowywać energię od kilku godzin do kilku dni. Magazyny żelazowo-powietrzne nawet do kilku tygodni. Technologie, które mogą pozwolić na dłuższe okresy magazynowania, są jednak nadal w fazie rozwoju. Nie wiadomo czy i kiedy osiągną takie parametry, które pozwolą na ekonomicznie opłacalne zastosowanie na szeroką skalę.

Szanse i zagrożenia

Magazyny energii redukują zapotrzebowanie na import paliw kopalnych – jak paliwo dla samochodów spalinowych, zwiększają bezpieczeństwo energetyczne i pozwalają na osiągnięcie elastyczności popytu. Magazynowanie energii jest koniecznym elementem transformacji energetycznej, bez którego zwiększenie udziału OZE będzie trudne lub wręcz niemożliwe. Dlatego ważne jest tworzenie sprzyjających temu rozwiązaniu przepisów prawnych, jak również szukanie nowych rozwiązań w zakresie zdobywania krytycznych materiałów – jak lit, grafit czy mangan (szukanie nowych złóż, recykling, rozwiązania chemiczne czy przemyślane korzystanie z istniejących zasobów). Konieczna jest więc na tym polu współpraca podmiotów narodowych i międzynarodowych, w celu zabezpieczenia łańcuchów dostaw. 

Źródło: IEA: Batteries and Secure Energy Transitions. World Energy Outlook Special Report