Bateriové systémy pro ukládání energie (BESS) byly v roce 2023 významně nasazeny a snížily se problémy s dodavatelským řetězcem, což pro BESS znamená další rekordní rok – i když obavy o bezpečnost při vytváření novinek přetrvávaly.
V letošním roce, kdy se technologie dále vyvíjí a ukládání energie se stává všudypřítomným – tedy od novinky k nezbytnosti – bude kladen větší důraz na bezpečnost, i když ESS bude pokračovat v pokroku. Do roku 2024 se rovněž změní způsob používání BESS.
Rok bezpečnosti v měřítku
Pokud se sektor skladování energie v roce 2023 něco naučil, pak je to, že bezpečnost baterií vyžaduje více pozornosti.
Několik událostí v roce 2023 ukazuje, že udržení bezpečnosti baterie je obtížnější, než se na první pohled zdá. Složité elektrochemické systémy tvoří baterie. Požadují bezpečnostní opatření nad rámec toho, co vyžaduje zákon.
Jejich bezpečnost bude považována spíše za nedílnou součást nezbytnou pro škálovatelný a dlouhodobý vývoj technologie baterií, než jen za další políčko, které je třeba zkontrolovat. Tato změna paradigmatu uznává, že prostor pro chyby se snižuje s rostoucí rozmanitostí a rozsáhlým používáním baterií. Je potřeba důkladnějšího přístupu k bezpečnosti.
Poskytovatelé a provozovatelé BESS budou více zdůrazňovat provozní bezpečnost jako součást všezahrnující strategie a zdůrazňovat hodnotu průběžného monitorování od uvedení do provozu až po konec životnosti (EoL) baterií.
Tato metoda zdůrazňuje, jak jsou bateriové systémy dynamické a že bezpečnost je stálá potřeba spíše než statický atribut. Bateriové systémy jsou stále více propojeny s pokročilými monitorovacími systémy a technologiemi prediktivní údržby, které umožňují sledování ukazatelů výkonu v reálném čase a včasnou identifikaci možných bezpečnostních rizik.
Tím se zvyšuje spolehlivost bateriových systémů a prodlužuje se jejich provozní životnost, což zaručuje účinnost a bezpečnost při používání.
Bezpečnost baterií bude v zásadě hlavní oblastí zájmu, protože sektor skladování energie přechází z fáze raného přijetí na vyspělejší aplikaci BESS. To je způsobeno skutečností, že efektivní a škálovatelný provoz baterií do značné míry závisí na bezpečnosti a spolehlivosti baterií.
Od sodíkového iontu k pevnému skupenství
V letošním roce bude BESS kromě bezpečnostních vylepšení svědkem špičkového technologického vývoje. Lithium-iontové baterie dominují na trhu BESS, ale poptávka po delším skladování – na které lithium nelze v současnosti bezpečně nebo ekonomicky použít – umožní, aby se staly převládající slibné nelithiové technologie.
Aplikace, které vyžadují delší dobu skladování – zejména více než osm hodin – budou stále více využívat sodíkové iontové baterie. Je to proto, že jsou potřeba dostupnější možnosti úložiště.
Tato změna je hnacím motorem technologie sodíkových iontů, která poskytuje rovnováhu mezi nákladovou efektivitou, bezpečností a vhodnou hustotou energie pro dlouhodobé skladování. Díky své jedinečné chemii je zvláště užitečný v pevných aplikacích, kde jsou hmotnostní a prostorová omezení méně důležitá než v mobilních aplikacích.
Vzhledem k tomu, že sodík lze získat téměř kdekoli na světě, jsou sodno-iontové baterie mnohem levnější než lithium-iontové baterie.
Pevné baterie se zároveň stanou na trhu dražší volbou. Protože jejich pevné elektrolyty nevzplanou, jsou polovodičové baterie známé svým výjimečným výkonem, který zahrnuje lepší hustotu energie a vylepšené bezpečnostní prvky.
Ale kvůli jejich zvýšeným nákladům jsou polovodičové baterie považovány za luxusní možnost na trhu baterií - alespoň do doby, než technologie pokročí. Výroba polovodičových baterií je nákladná, protože jsou zapotřebí nové dodavatelské řetězce a pokročilé výrobní techniky.
Po pevných bateriích bude i nadále vysoká poptávka navzdory jejich ceně, zejména v aplikacích, kde jsou bezpečnost a výkon kritické a náklady nejsou tak důležité.
Tento trend ukazuje, jak se trh s bateriemi stává rozmanitější. Různé technologie jsou přizpůsobeny pro konkrétní případy použití a poskytují možnosti, které sahají od ekonomických až po výkonově zaměřené.
Vývoj BESS vedený aplikací
Jedním z nejvýznamnějších pokroků v roce 2024 bude schopnost velkých baterií fungovat po delší dobu. Některé systémy mají maximální dobu provozu čtyři hodiny. Toto prodloužení délky je významným pokrokem v technologii skladování energie, která zlepší schopnost sítě integrovat obnovitelné zdroje energie a zvýšit spolehlivost dodávek.
V průmyslových odvětvích, kde jsou energetické potřeby vysoké, avšak rozptýlené v delších časových obdobích, bude specifická potřeba aplikací s nižší hustotou výkonu a dlouhodobým skladováním energie (LDES). To zahrnuje výrobní postupy, rozsáhlou integraci obnovitelných zdrojů energie a stabilitu sítě v regionech se sporadickými dodávkami energie. Důraz na dlouhodobé skladování je součástí většího pohybu v energetickém sektoru směrem ke spolehlivějším a rozmanitějším zdrojům energie.
Technologické prostředí BESS se bude měnit v souladu s tímto vývojem. Operátoři, známý jako „skládání příjmů“, v současnosti zkoumají nové zdroje příjmů.
To znamená využít rozmanitou škálu funkcí, které mohou úložné systémy provádět, aby se zapojily do různých tržních služeb, jako je regulace frekvence, přesouvání zátěže, snižování špiček a služby black start.
V důsledku této rozmanitosti zdrojů příjmů však dochází ke zvýšení provozní složitosti. Aby bylo možné efektivně dohlížet na tyto rozmanité toky příjmů, musí mít pokročilé řídicí systémy, komplexní pochopení dynamiky trhu a pochopení toho, jak různé profily zatížení ovlivňují degradaci baterie. Kvůli tomu všemu je používání aktiv BESS složitější než kdy předtím.
Řada významných témat bude určovat vývoj BESS v roce 2024, včetně zachování bezpečnosti jako nejvyšší priority, komercializace nelithiových technologií, prodloužení životnosti baterií u rozsáhlých systémů a zkoumání nových zdrojů příjmů. prostřednictvím složitých operačních plánů. Tento vývoj podtrhuje dynamický charakter trhu BESS, stejně jako neustálé inovace a adaptace v reakci na měnící se požadavky spotřebitelů a průmyslové příležitosti.