Elektriska fordon skapar en snabb körbana för batterienergilagringssystem

Framtidens utsläppsfria elnät kommer att kräva mycket mer förnybar energiproduktion. Och när den energin väl är producerad måste den gå någonstans – eller gå till spillo.

Det är där batterierna kommer in.

I Kalifornien, ledande inom förnybar energi, utgör batterikraft nu 6 % av statens maximala elkapacitet vid toppbelastning, enligt Direkt. Även om den siffran kan verka liten, är den 60 gånger större än den var för bara fem år sedan – och batterierna överträffar produktionen av antingen vind- eller kärnkraft i staten. Denna dynamik är redo att upprepas någon annanstans. Texas har till exempel redan ca 2,300 megawatt batterier installerade i dess nät idag. Och den senaste passagen av inflationsreduktionslagen förväntas stimulera tillägget av en uppskattningsvis 2,300 XNUMX storskaliga batterianläggningar till USA:s nät 2030.

Internationellt är historien ungefär densamma. Från Latinamerika till Europa till Sydostasien och vidare, ökar efterfrågan på batteriprojekt i energiskalan, som idag vanligtvis tillhandahåller fyra till sex timmars el vid maximalt förbrukning. Faktum är att marknaden förväntas fördubblas i år och igen 2023.

"Vi är precis vid gränsen till vad som kommer att hända med batterier." – Tom Cornell, Senior Vice President för Energy Storage Solutions, Mitsubishi Power Americas

Denna period av intensiv tillväxt av batterier har varit möjlig till stor del på grund av elfordon (EV). "Med alla större biltillverkare i världen som stöder litiumbatterier har utbudet ökat och kostnaderna har sjunkit", säger Tom Cornell, Senior Vice President för Energy Storage Solutions på Mitsubishi Power Americas och styrelseordförande för Oriden, företaget för förnybar utveckling från Mitsubishi Power.

Av allt det globala litium som för närvarande produceras går 90% till elfordon. De övriga 10 % går till sådana lagringsapplikationer Mitsubishi Power har installerats i Kalifornien, Texas och New York, och kommer snart att distribueras i Chile och Irland. Till 2030 förväntar sig vissa analytiker att förhållandet kommer att vara det mer som 50/50. "Vi är precis på gränsen till vad som kommer att hända med batterier", säger Cornell.

Tillväxten av ett symbiotiskt förhållande

Med biljättarna Volkswagen, Ford och BMW förutspår att elbilar kommer att kompensera 50% eller mer av deras globala försäljning till 2030 kommer behovet av laddinfrastruktur sannolikt att växa snabbt. Detsamma gäller behovet av lagringslösningar i nätskala, som kan förlänga livslängden på elbilsbatterier. När de bara kan nå 80 % av sin maximala laddning kan de inte längre driva bilar. Men de är fortfarande användbara på andra ställen: De använda elbilsbatterierna kan lagra och skicka ström till elnätet i ytterligare 10 år, vilket skapar en hälsosam tillgång på kolfri kraft.

Samtidigt har den växande marknaden för batterier i nätskala stimulerat till förbättringar av litiumjärnfosfatteknik (LFP). Därför att dessa batterier använd inte nickel eller kobolt, metaller som är dyra och svåra att köpa på miljövänliga sätt, tillverkare som Tesla och Ford har uttryckt intresse i dem.

Biltillverkarna är inte färdiga med att förnya heller. Solid-state batteriteknologi är redo för en tillväxtperiod, delvis finansierad av investeringar från Volkswagen, Ford och BMW. Driven av oro över tillgången till viktiga material och teknologier som historiskt sett främst har producerats i Kina, har biltillverkare och andra aktörer också utökat batteriförsörjningskedjan till USA, Europa och andra regioner. Dessa rörelser ökar utbudet ytterligare och driver ner priskurvan.

"Vi måste ta bort koldioxid från våra energikällor. Batterier kommer utan tvekan att vara en stor del av den ekvationen."

Batterier kommer att spela en nyckelroll i framtidens nät

Med biltillverkare och nätskaliga batterienergilagringssystem som bygger ut en större kombinerad marknad, kommer batteriernas ekonomi och prestanda sannolikt att fortsätta att förbättras snabbt. Deras utbredda antagande kan förändra hur vi levererar ström på grundläggande sätt, enligt Cornell.

I Texas kan Mitsubishi Powers batterienergilagringssystem reagera på spänningsfall på mindre än en sekund – inom 240 millisekunder för att vara exakt. Det snabba frekvenssvaret betyder att batterierna kan hjälpa till att stabilisera nätet om vindproduktionen plötsligt sjunker. På andra sidan boken erbjuder batterier ett sätt att dra fördel av överskottskraft som genereras av sol- och vindanläggningar som för närvarande inte används. Och eftersom batterier kan installeras nästan var som helst, oberoende av ett kraftverk och den mesta infrastrukturen, kan de potentiellt förändra hur vi överför kraft.

För det första, ju fler elfordon vi sätter på vägen, desto mer tryck lägger vi på elnätet för att ladda dem. "Att bygga ut en infrastruktur för snabbladdning," säger Cornell, "kommer att hanteras mycket lättare genom att installera batteribanker vid laddningsstationer än genom att uppgradera elnätet för att hantera den efterfrågan."

Summan av kardemumman är att vi måste minska koldioxidutsläppen från våra energikällor. "Vi går snabbt för att göra det," säger Cornell. "Att hålla i den förändringstakten kommer att innebära att vi ändrar sättet vi levererar ström på - och batterier kommer utan tvekan att vara en stor del av den ekvationen."

Relaterat innehåll:

Skapa storskalig lagring av ren energi med underjordisk saltlösning [Video]

Hur elektriska bränslen skapar en annan väg till Net Zero

Denna bioenergianläggning kommer att omvandla CO₂-utsläpp till hållbar fiskmat [Infographic]