Да вкараме тока в склада

Независимо дали на улицата, между собствените си четири стени или на работа - почти нищо в наши дни не работи без електричество. В контакта са включени смартфони, лаптопи и автомобили. Промяната от изкопаемия към възобновяемия свят превръща електричеството във водещата форма на енергията. 

Но има проблем с това: за разлика от въглищата, петрола и газа, енергията от мрежата може да се съхранява само в ограничена степен. Учени от Международната енергийна агенция (IEA) и Европейското патентно ведомство (EPA) заключават в ново проучване, че „не може да има енергиен преход без високоефективни системи за съхранение на електроенергия“.

Заедно те са проучили как са се развили през последните няколко години батериите и технологиите за съхранение. На пръв поглед данните не изглеждат твърде зле. В крайна сметка между 2005 и 2018 г. в нито една друга технологична област не са били подавани толкова много патенти, отколкото в тази. И това се дължи главно на пробива на електрическите автомобили.

„Имаше една първа вълна, задвижвана от преносимите електронни устройства, а сега сме в средата на втората вълна, предизвикана от интеграцията на батериите в електрическите автомобили“, обяснява Иля Рудик, старши икономист в EPA, в интервю за Handelsblatt.

Литиево-йонните батерии са най-бързо развиващата се технология на батериите в света и най-вече тази, в която се вливат най-много пари. Volkswagen, Tesla, Daimler и Co. ще инвестират 300 млрд. долара в електрическа мобилност през следващите няколко години. Докато днес почти 60 процента от литиево-йонните батерии са инсталирани в електрически автомобили и електрически автобуси, то делът ще мине 80 процента до 2030 година.

След 160 гигаватчаса (GWh) производствен капацитет за литиево-йонни батерии през 2018 г., френската енергийна агенция Avicienne очаква увеличение до поне 1200 GWh до 2030 г.

През последните 13 години почти 90% от всички регистрирани патенти в областта на съхранение могат да бъдат отдадени на напредъка в технологията на батериите, твърдят авторите. Автомобилният доставчик Bosch дори се нарежда на пето място в класацията на най-активните заявители на патенти за технологии за складиране на енергия в световен мащаб. Daimler и Volkswagen също попадат в топ 25.

„Заявките за патенти са добър показател за това колко се инвестира в дадена технология - и това показва колко важна е технологията за съхранение и най-вече колко важна ще става в бъдеще“, казва експертът на EPA Рудик.

Техническият прогрес и нарастващото търсене на електрически превозни средства вече доведоха до спад на цените на литиево-йонните батерии с 90% през последните десет години.

Но електрическите автомобили в никакъв случай не са единствената област, за която системите за съхранение са от основно значение. „Технологията за съхранение на електроенергията е от решаващо значение, когато става въпрос за създаване на необходимия преход към възобновяеми енергийни източници“, пишат авторите.

Зелените енергийни източници, като слънцето и вятъра, не винаги са на разположение, когато имате нужда от тях - за разлика от електричеството или ядрената енергия, работещи с въглища. За да се избегне опасността от т. нар. „тъмни периоди", са необходими технологии за съхранение, които доставят електричество, дори когато няма вятър и не грее слънце.

Това могат да бъдат огромни литиево-йонни батерии. Но технологията Power-to-X, базирана на водород, може също временно да съхранява излишното електричество и да го връща обратно в мрежата. „За цялостната енергийна система са необходими различни видове съхранение на енергия. От краткосрочно съхранение, като литиево-йонни батерии, до средносрочно съхранение, като помпени електроцентрали, до сезонно съхранение, използващо технологията Power-To-X“, обяснява експертът по батерии Ян Фигенер от RWTH Аахен в интервю за Handelsblatt.

Макар че литиево-йонните батерии в момента са най-често срещаният вариант за съхранение, експертите вярват, че други технологии също ще бъдат силно търсени в дългосрочен план. Например така наречените ултракондензатори. В сравнение с конвенционалните акумулаторни батерии, този тип хранилища може да абсорбират големи количества енергия в рамките на няколко секунди - и да я освобожават отново също толкова бързо.

Т. нар. твърди батерии също се считат за обещаващи. За разлика от литиево-йонните батерии, те не изискват никакъв течен електролит. Това ги прави по-безопасни, по-стабилни при температурни разлики и позволява по-висока енергийна плътност.

Но точно както при базираната на водород технология Power-to-X или батерии от типа Redox-Flow, все още може да имаме нужда от няколко години, преди твърдите батерии да навлязат на масовия пазар. „Ръстът на пазара на други технологии за съхранение е по-бавен, тъй като те не могат да се използват толкова гъвкаво, колкото литиево-йонните батерии“, обяснява Фигенер.

Търсенето на други форми на съхранение обаче автоматично ще нараства, когато делът на възобновяемите източници в енергийната система се увеличи. Ясно е, че бумът наистина едва сега започва. 

IEA приема, че до 2040 г. ще е необходим капацитет от най-малко 10 000 гигаватчаса за постигане на глобалните климатични цели. Това е петдесет пъти повече от глобалния капацитет днес.

Според авторите на изследването растежът досега се генерира почти изключително от Азия. Производителите на батерии като Samsung, Panasonic, LG или Toyota от Южна Корея и Япония оглавяват списъка с най-важните заявители на патенти.

Как технологиите променят енергетиката на бъдещето - това ще е една от темите на новото издание на конференцията Tech of Tomorrow на Investor.bg. Тази година заради пандемията от COVID-19 тя ще се проведе в комбинация от телевизионен и онлайн формат в три издания – на 30 септември, 7 и 14 октомври, и ще се излъчва от телевизионно студио на живо от 14:15 часа на Investor.bg и в социалните мрежи на медията.

Сред експертните гости в първото студио на Tech of Tomorrow на 30 септември по темата за иновациите в бизнеса ще се включат Фреди Дарбишър - дигитален продуктов мениджър за нови енергии и нововъзникващи дигитални технологии в Shell Research, инж. Калоян Георгиев - aрхитект IoT решения в Schneider Electric Bulgaria, и Цветомир Досков - CEO на Sirma BC. За да проследите интересните дискусии и да получите повече информация за темите и участниците в Tech of Tomorrow, може да се регистрирате безплатно на специалния сайт.

Модератор на първата онлайн дискусия ще бъде главният редактор на Investor.bg и автор и водещ на технологичното предаване UpDate по Bloomberg TV Bulgaria Бойчо Попов.

Oнлайн изданията на Tech of Tomorrow се провеждат с подкрепата на Allterco Robotics, Shell, Schneider Electric Bulgaria, Sirma, eMAG, Telelink Business Services, Atos, Select Asset Management, Industrial Holding Bulgaria