Pacco batteria agli ioni di litio per l'accumulo di energia su scala industriale

Pacco batterie al litio per l'accumulo di energia su scala industriale


Il futuro dell'accumulo di energia

C'è un innegabile aumento dell'importanza dell'accumulo di energia con una crescita esponenziale prevista nei prossimi cinque anni. I vantaggi di ESS sono vasti. Possono facilitare la consegna di risorse variabili o intermittenti come l'eolico e il solare immagazzinando l'energia in eccesso quando soffia il vento e il sole splende e consegnandola in un secondo momento quando è più necessario. Possono fornire alimentazione di backup durante le interruzioni. Infine, ESS migliora l'affidabilità e la resilienza, aiutando a integrare le fonti di generazione e contribuendo a ridurre gli impatti ambientali.

I sistemi di accumulo della batteria su scala industriale giocheranno un ruolo chiave nel facilitare la fase successiva della transizione energetica, consentendo maggiori quote di VRE.

Per gli operatori di sistema, i sistemi di accumulo della batteria possono fornire servizi di rete come la risposta in frequenza, le riserve di regolazione e il controllo della velocità di rampa. Può anche differire gli investimenti nella produzione di picco e nel rafforzamento della rete. I sistemi di accumulo a batteria su scala industriale possono consentire una maggiore penetrazione di energia rinnovabile variabile nella rete immagazzinando la generazione in eccesso e rafforzando la produzione di energia rinnovabile.

Inoltre, in particolare se abbinate a generatori rinnovabili, le batterie aiutano a fornire elettricità affidabile ed economica nelle reti isolate e nelle comunità off-grid, che altrimenti fanno affidamento sul costoso diesel importato per la generazione elettrica.

Domanda in aumento

La quota crescente di fonti VRE, come solare ed eolica, richiede un sistema energetico più flessibile per garantire che le fonti VRE siano integrate in modo efficiente e affidabile.

I sistemi di accumulo a batteria stanno emergendo come una delle potenziali soluzioni per aumentare la flessibilità del sistema, grazie alla loro capacità unica di assorbire, trattenere e quindi reimmettere l'elettricità rapidamente. Secondo l'Energy Storage Association of North America, le applicazioni di mercato sono comunemente differenziate come: davanti al contatore (FTM) o dietro il contatore (BTM). Le batterie FTM sono collegate a reti di distribuzione o trasmissione o in connessione con un asset di generazione.

Forniscono le applicazioni richieste dagli operatori di sistema, come servizi ausiliari o alleggerimento del carico di rete. Le batterie BTM sono interconnesse dietro il contatore di utenze di clienti commerciali, industriali o residenziali, puntando principalmente al risparmio sulla bolletta elettrica attraverso la gestione della domanda (ESA, 2018). Questo brief si concentra su come i sistemi di accumulo di batterie stazionari su scala industriale, noti anche come accumulo di batterie front-of-themeter, su larga scala o su scala di rete, possono aiutare a integrare efficacemente le fonti VRE nel sistema elettrico e aumentare la loro quota di energia mescolare.

A differenza dei sistemi di accumulo convenzionali, come lo stoccaggio idroelettrico con pompaggio, le batterie presentano il vantaggio della flessibilità geografica e di dimensionamento e possono quindi essere implementate più vicino al luogo in cui è necessaria maggiore flessibilità e possono essere facilmente ridimensionate. La distribuzione di impianti idroelettrici mediante pompaggio, d'altra parte, richiede condizioni geologiche specifiche (es. montagne e acqua). I sistemi di accumulo della batteria su scala industriale hanno una capacità di accumulo tipica che va da pochi megawattora (MWh) a centinaia di MWh.

Diverse tecnologie di accumulo della batteria, come batterie agli ioni di litio (Li-ion), zolfo di sodio e batterie al piombo acido, possono essere utilizzate per applicazioni di rete. Tuttavia, negli ultimi anni, la maggior parte della crescita del mercato è stata osservata nelle batterie agli ioni di litio. La quota crescente della tecnologia Liion nella distribuzione di accumulo di batterie su larga scala, rispetto ad altre tecnologie di batterie, e le aggiunte annuali di capacità per l'accumulo di batterie stazionarie. Nel 2017, gli ioni di litio hanno rappresentato quasi il 90% delle aggiunte di accumulatori di batterie su larga scala (IEA, 2018).

I sistemi di accumulo di batterie su scala industriale vengono utilizzati principalmente in Australia, Germania, Giappone, Regno Unito, Stati Uniti e altre nazioni europee. Oltre a questi paesi, diverse comunità insulari e off-grid hanno investito nello stoccaggio di batterie su larga scala per bilanciare la rete e immagazzinare l'energia rinnovabile in eccesso. Si prevede che le implementazioni di accumulo di energia nei mercati emergenti aumenteranno di oltre il 40% su base annua fino al 2025, risultando in circa 80 GW di nuova capacità di accumulo (IFC, 2017).

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Con l'emergere e la crescente dipendenza dalle fonti di energia rinnovabili come amministratori principali di energia ed elettricità, sovraccaricati dalla rapida decarbonizzazione dei sistemi energetici e dal crollo dei costi della tecnologia eolica, solare e non idroelettrica, la corsa è aperta come scout di servizi elettrici per l'accumulo di energia sostenibile su larga scala , e a basso costo. Detto questo, esistono ancora molte sfide che includono gli aspetti tecnici, ingegneristici, di pianificazione, manutenzione, implementazione, commercializzazione e gestione dei progetti dell'accumulo di energia su scala industriale.

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