Του Robert Rapier
Η ιστορία της ενέργειας στη Βιομηχανική Εποχή αφορά σε μεγάλο βαθμό την πρόσβαση σε πόρους — πρώτα τον άνθρακα, μετά το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Σήμερα, αυτή η ιστορία εξελίσσεται. Το επόμενο κεφάλαιο δεν αφορά τα πεδία γεώτρησης, αλλά την εξειδίκευση στις μπαταρίες και τα συστήματα αποθήκευσης που μπορούν να μετατρέψουν τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας σε αξιόπιστη ισχύ.
Η αιολική και η ηλιακή ενέργεια είναι σήμερα οι ταχύτερα αναπτυσσόμενες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας στον πλανήτη. Ωστόσο, η βασική τους αδυναμία είναι η διακοπτόμενη λειτουργία: ο ήλιος δεν λάμπει πάντα ούτε ο άνεμος φυσά συνέχεια. Χωρίς αποθήκευση, ένα δίκτυο που βασίζεται σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας κινδυνεύει από διακοπές ρεύματος και υποαξιοποίηση των πόρων. Γι' αυτό η αποθήκευση έχει καταστεί βασικός παράγοντας για την επίλυση του γρίφου της καθαρής ενέργειας και για χάρη του είναι σε εξέλιξη μια νέα παγκόσμια κούρσα εξοπλισμών.
Η κυριαρχία των ιόντων λιθίου — και τα όριά τους
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν τροφοδοτήσει το μεγαλύτερο μέρος της επανάστασης στην αποθήκευση μέχρι σήμερα. Κυριαρχούν σε όλα, από τις οικιακές μονάδες αποθήκευσης έως τα μεγάλα έργα κοινής ωφέλειας, χάρη στην πτώση του κόστους και την ευρεία χρήση τους. Σύμφωνα με την BloombergNEF, η παγκόσμια χωρητικότητα αποθήκευσης μπαταριών διπλασιάστηκε το 2023, και το μεγαλύτερο μέρος αυτής της αύξησης προήλθε από την τεχνολογία ιόντων λιθίου. Εταιρείες όπως η Tesla, η LG Energy Solution και η Contemporary Amperex Technology Co. στην Κίνα οδηγούν αυτή την κίνηση.
Ωστόσο, η τεχνολογία ιόντων λιθίου δεν είναι η τελική λύση. Η τεχνολογία αυτή δυσκολεύεται να ανταγωνιστεί εφαρμογές εξαιρετικά μεγάλης διάρκειας. Η εφοδιαστική αλυσίδα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το λίθιο, το κοβάλτιο και το νικέλιο, γεγονός που δημιουργεί έκθεση σε γεωπολιτικούς κινδύνους και διακυμάνσεις των τιμών. Η ασφάλεια αποτελεί άλλο ένα θέμα που προκαλεί ανησυχία: η τεχνολογία ιόντων λιθίου ενέχει τον κίνδυνο πυρκαγιάς και η ανακύκλωση παραμένει πρόβλημα.
Εν ολίγοις, η τεχνολογία ιόντων λιθίου παραμένει απαραίτητη, αλλά δεν θα είναι η μόνη λύση στο ζήτημα της αποθήκευσης.
Η επόμενη γενιά αποθήκευσης
Ο αγώνας για την ανάπτυξη τεχνολογιών που μπορούν να φτάσουν εκεί όπου τα ιόντα λιθίου δεν μπορούν —παρέχοντας μεγαλύτερη διάρκεια, χαμηλότερο κόστος ή ασφαλέστερη απόδοση— έχει ξεκινήσει. Μερικοί υποψήφιοι ξεχωρίζουν:
Μπαταρίες ροής. Αυτά τα συστήματα αποθηκεύουν ενέργεια σε υγρούς ηλεκτρολύτες που βρίσκονται σε εξωτερικές δεξαμενές, καθιστώντας τα εύκολα επεκτάσιμα για μεγάλους χρόνους εκφόρτισης. Οι Invinity Energy Systems και ESS Tech βρίσκονται στην πρώτη γραμμή, αναπτύσσοντας μπαταρίες ροής βαναδίου με διάρκεια δεκαετιών.
Συστήματα βασισμένα στη βαρύτητα. Η Energy Vault Holdings πρωτοπορεί σε συστήματα που χρησιμοποιούν την πλεονάζουσα ηλεκτρική ενέργεια για να στηρίζουν βαριά μπλοκ και στη συνέχεια να τα απελευθερώνουν για να παράγουν ενέργεια όταν αυξάνεται η ζήτηση. Η Gravitricity, μια ιδιωτική εταιρεία με έδρα το Ηνωμένο Βασίλειο, διερευνά υπόγεια φρέατα ως εναλλακτική λύση. Αν και βρίσκονται ακόμη σε αρχικό στάδιο ανάπτυξης, αυτά τα έργα προσελκύουν σημαντικές επενδύσεις ως πιθανή μακροπρόθεσμη λύση.
Θερμική αποθήκευση. Start ups, όπως η Kraftblock, πειραματίζονται με την αποθήκευση ενέργειας ως θερμότητας σε υλικά όπως άμμος ή λιωμένο αλάτι. Αυτή η προσέγγιση θα μπορούσε να λειτουργήσει και ως πηγή βιομηχανικής ή οικιακής θέρμανσης, καθιστώντας την ευέλικτη για αγορές που χρειάζονται τόσο ηλεκτρική όσο και θερμική ενέργεια. Σε επίπεδο υπηρεσιών κοινής ωφέλειας, η Copenhagen Infrastructure Partners χρηματοδοτεί έργα θερμικής αποθήκευσης που συνδέονται με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στην Ευρώπη.
Μπαταρίες ιόντων νατρίου. Το νάτριο είναι άφθονο, φθηνό και ασφαλές σε σύγκριση με το λίθιο. Η κινεζική CATL έχει ήδη παρουσιάσει στο εμπόριο μια μπαταρία ιόντων νατρίου. Αυτές οι μπαταρίες δεν θα αντικαταστήσουν το λίθιο στα ηλεκτρικά οχήματα λόγω της χαμηλότερης ενεργειακής πυκνότητας, αλλά μπορεί να είναι κατάλληλες για σταθερή αποθήκευση όπου το μέγεθος και το βάρος έχουν μικρότερη σημασία. Ωστόσο, η πορεία προς την εμπορικότητα ενέχει κινδύνους. Η Natron Energy, που κάποτε ήταν η κορυφαία εταιρεία ανάπτυξης μπαταριών ιόντων νατρίου στις ΗΠΑ, τέθηκε σε εκκαθάριση φέτος, αφού δεν κατάφερε να εξασφαλίσει την πιστοποίηση UL και εξαντλήθηκε η ρευστότητά της, παρά τις παραγγελίες ύψους 25 εκατομμυρίων δολαρίων που είχε. Αυτό μας υπενθυμίζει με τον πιο σκληρό τρόπο ότι η τεχνολογική προοπτική δεν εγγυάται την οικονομική βιωσιμότητα.
Το επενδυτικό και πολιτικό τοπίο
Η αποθήκευση ενέργειας δεν είναι πλέον ένας εξειδικευμένος τομέας. Έχει γίνει πόλος έλξης για παγκόσμιες επενδύσεις. Σύμφωνα με τη Wood Mackenzie, η παγκόσμια αγορά αποθήκευσης αναμένεται να δεκαπλασιαστεί έως το 2030, αντιπροσωπεύοντας εκατοντάδες δισεκατομμύρια σε νέα κεφάλαια.
Οι κυβερνήσεις επιταχύνουν την κούρσα. Στις ΗΠΑ, ο νόμος για τη μείωση του πληθωρισμού (Inflation Reduction Act) δημιούργησε φορο-ελαφρύνσεις για την ανάπτυξη αποθηκευτικών εγκαταστάσεων και την εγχώρια παραγωγή, ενώ το Υπουργείο Ενέργειας χρηματοδοτεί πιλοτικά προγράμματα για αποθήκευση μακράς διαρκείας. Η Ευρώπη έχει θεσπίσει παρόμοια κίνητρα, ενώ η Κίνα παραμένει ο μεγαλύτερος υποστηρικτής τόσο των μπαταριών ιόντων λιθίου όσο και των νέων χημικών ουσιών.
Αυτός ο ανταγωνισμός έχει γεωπολιτικό βάρος. Όπως η εποχή του πετρελαίου διαμορφώθηκε από τον έλεγχο των δικαιωμάτων γεώτρησης και των ναυτιλιακών διαδρομών, η εποχή της αποθήκευσης θα επηρεαστεί από το ποιος κυριαρχεί στις εφοδιαστικές αλυσίδες ορυκτών, στην παραγωγική ικανότητα και στην δικαιώματα ιδιοκτησίας. Οι ΗΠΑ προσπαθούν να καλύψουν το χάσμα με την Κίνα, η οποία σήμερα ελέγχει μεγάλο μέρος της παγκόσμιας εφοδιαστικής αλυσίδας μπαταριών.
Το δίκτυο του μέλλοντος
Το πιθανό αποτέλεσμα δεν είναι η αντικατάσταση της μιας τεχνολογίας από μιαν άλλη, αλλά ένα υβριδικό δίκτυο. Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου θα συνεχίσουν να κυριαρχούν στην αποθήκευση σύντομης διάρκειας. Οι μπαταρίες ροής, η θερμική αποθήκευση και τα συστήματα βαρύτητας θα μπορούσαν να κατακτήσουν μερίδια αγοράς σε εφαρμογές μακράς διαρκείας. Τα ιόντα νατρίου ενδέχεται να αποτελέσουν μια μέση λύση για φθηνή και ασφαλή αποθήκευση σε σταθερές εγκαταστάσεις.
Τα διακυβεύματα είναι μεγάλα. Η αποθήκευση δεν αφορά μόνο την ενεργοποίηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, αλλά και την ενεργειακή ασφάλεια. Οι χώρες που μπορούν να εξισορροπήσουν τα δίκτυά τους χωρίς να εξαρτώνται από εισαγόμενα καύσιμα θα απολαύσουν ένα νέο επίπεδο "αντοχής". Για τους επενδυτές, η ανταμοιβή έγκειται στον εντοπισμό των τεχνολογιών και των εταιρειών που μπορούν να αναπτυχθούν, ενώ ταυτόχρονα αντιμετωπίζουν τους κινδύνους που σχετίζονται με την πολιτική και τις εφοδιαστικές αλυσίδες.
Η αποθήκευση είναι το πεδίο μάχης όπου θα αποφασιστεί το μέλλον της καθαρής ενέργειας. Το θέμα δεν θα είναι ποιος ελέγχει τα κοιτάσματα πετρελαίου ή τους αγωγούς φυσικού αερίου, αλλά ποιος μπορεί να κυριαρχήσει στις τεχνολογίες που "κρατούν" τα φώτα αναμμένα όταν ο ήλιος δύει και ο άνεμος κοπάζει.
