System magazynowania energii stanowi podstawowy filar rozwoju nowych źródeł energii. Wykorzystywanie zasobów odnawialnych, takich jak energia wiatrowa i słoneczna, charakteryzuje się znaczną zmiennością wytwarzania, co stwarza wyzwania w utrzymaniu delikatnej równowagi między podażą a popytem na energię, co jest istotne dla bezpieczeństwa sieci. W rezultacie integracja magazynowania energii jawi się jako kluczowe rozwiązanie umożliwiające elastyczną regulację krajobrazu energetycznego.

Energia elektryczna ze względu na jej chwilowe zużycie wymaga precyzyjnego dopasowania wytwarzania i zużycia, aby utrzymać stabilność sieci. Prognozy z OOŚ wskazują, że do 2050 r. energia wiatrowa i słoneczna będą stanowić 72% wytwarzania energii odnawialnej, prawie podwajając swój udział w porównaniu z 2020 r. W przeciwieństwie do tradycyjnych źródeł paliw kopalnych charakteryzujących się dużą możliwością regulacji, energia wiatrowa i słoneczna charakteryzują się takimi cechami, jak niska bezwładność, niska tłumienie i słabe wsparcie napięcia, co prowadzi do znacznych wahań, które komplikują równowagę między wytwarzaniem a zużyciem. W rezultacie nadwyżka energii często jest marnowana, co skutkuje zjawiskami takimi jak „ograniczenie”. W 2023 r. w samych Chinach doszło do ograniczeń w zużyciu energii wiatrowej i słonecznej o ponad 300 miliardach kilowatogodzin, o wartości ponad 100 miliardów juanów. Wdrożenie magazynowania energii stanowi doskonałe rozwiązanie tego problemu: nadwyżkę mocy w okresach szczytowego wytwarzania można magazynować, a zmagazynowaną energię można uwolnić w okresach szczytowego zużycia, zapewniając dopasowanie energii w czasie rzeczywistym i stabilność sieci.

Wśród różnych technologii magazynowania energii, w komercjalizacji przodują akumulatory litowo-jonowe. Reprezentujące najwyższy odsetek nowoczesnych rozwiązań magazynowania energii elektrochemiczne systemy magazynowania oparte na akumulatorach litowo-jonowych składają się z zestawów akumulatorów, systemów zarządzania akumulatorami (BMS), systemów zarządzania energią (EMS), konwerterów magazynowania energii (PCS) i innych elementów elektrycznych. Zestawy akumulatorów służą jako podstawowe jednostki magazynowania energii, podczas gdy BMS monitoruje, ocenia, chroni i równoważy akumulatory. EMS obsługuje gromadzenie danych, monitorowanie sieci i planowanie energii, podczas gdy PCS umożliwia dwukierunkową konwersję między prądem przemiennym i stałym, kontrolując procesy ładowania i rozładowywania akumulatorów. Ponieważ koszty akumulatorów stanowią ponad 60% całkowitej struktury kosztów, a koszty PCS około 10%, magazynowanie akumulatorów litowo-jonowych stało się najbardziej popularną i dojrzałą technologią magazynowania energii.

Akumulatory litowo-jonowe można podzielić na systemy akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP) i trójskładnikowe akumulatory litowe. Baterie LFP, charakteryzujące się bezpieczeństwem, doskonałą wydajnością w niskich temperaturach, dobrą żywotnością cykliczną i stosunkowo niższymi kosztami, stanowią główną drogę techniczną w zakresie magazynowania energii w postaci baterii litowych w Chinach. Tymczasem trójskładnikowe baterie litowe, znane ze swojej dużej gęstości energii, niewielkich rozmiarów i zalet wczesnego rozwoju, nadal utrzymują znaczny udział w rynku w regionach takich jak Europa i Stany Zjednoczone.

W globalnym krajobrazie magazynowania energii następuje gwałtowny wzrost liczby wdrożeń na skalę użyteczności publicznej w Chinach i Stanach Zjednoczonych, a także instalacji na skalę mieszkaniową w Europie. W 2022 r. światowy rynek magazynowania energii osiągnął poziom 50 GWh, przy czym znaczny udział miały Stany Zjednoczone, Europa, Bliski Wschód i Afryka (EMEA) oraz Chiny. Oczekuje się, że do 2026 r. proporcje te ulegną zmianie, a głównymi współtwórcami staną się Stany Zjednoczone, Chiny i region EMEA.

Podsumowując, branża magazynowania energii ma kluczowe znaczenie dla rozwiązania problemu niestabilności odnawialnych źródeł energii i zapewnienia stabilności sieci. W miarę ciągłego rozwoju technologii akumulatorów litowo-jonowych i spadku ich kosztów rozwiązania w zakresie magazynowania energii będą odgrywać coraz większą rolę w kształtowaniu zrównoważonej i niezawodnej przyszłości energetycznej.