Τι είναι τα Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας με Μπαταρίες (BESS);
Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες είναι ένα είδος αποθήκευσης ενέργειας που χρησιμοποιεί ένα σύνολο μπαταριών για να αποθηκεύει ηλεκτρική ενέργεια.
Η αποθήκευση ενέργειας είναι η δέσμευση ενέργειας κατά τη στιγμή της παραγωγής της. Η ενέργεια αυτή χρησιμοποιείται σε μεταγενέστερο στάδιο όταν είναι απαραίτητη. Η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να μειώσει τις ανισορροπίες μεταξύ προσφοράς και ζήτησης ενέργειας χωρίς να αυξήσει την παραγωγή. Υπάρχουν διάφορες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας και καθεμία έχει διαφορετικές χρήσεις. Από αυτές η πιο πολλά υποσχόμενη για την αύξηση της ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές είναι οι μπαταρίες.
Καθώς απομακρυνόμαστε από τα ορυκτά καύσιμα, η αύξηση της χωρητικότητας της αποθήκευσης ενέργειας που παράγεται από ανανεώσιμες πηγές είναι ολοένα και πιο σημαντική. Αυτό συμβαίνει γιατί οι ανανεώσιμες πηγές σε αντίθεση με τα ορυκτά καύσιμα δε μπορούν να αυξομειώσουν την παραγωγή τους κατά βούληση για να ανταποκριθούν στη ζήτηση. Δεν μπορούμε να αυξήσουμε τις ώρες του ηλιακού φωτός ή την παραγωγή αιολικής ενέργειας για να ανταποκριθούμε σε ξαφνική αύξηση ζήτησης ενέργειας.
Όμως η αποθήκευση ενέργειας με μπαταρίες μας δίνει τη δυνατότητα να δεσμεύσουμε την ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές κατά τη στιγμή της παραγωγής της και να την διοχετεύσουμε σε μεταγενέστερο χρόνο όταν είναι απαραίτητη. Αυτή είναι η βάση όπου θα στηριχθεί η απανθρακοποιημένη, παροχή ενέργειας κατά παραγγελία.
Τύποι συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες
Είναι σημαντικό να γίνει διάκριση μεταξύ των διαφόρων τύπων αποθήκευσης ενέργειας. Υπάρχουν διάφοροι τύποι συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) που μπορούν να χρησιμοποιηθούν και καθένας έχει διαφορετικό κόστος και οφέλη. Το κόστος και οι χρήσεις κάθε τύπου αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες εκτιμώνται με βάση την τοποθεσία του, τον τρόπο διαχείρισής του, την ονομαστική ισχύ του (μετρούμενη σε kilowatt) και την ονομαστική χωρητικότητά του (μετρούμενη σε κιλοβατώρες). Διαφορετικοί τύποι μπαταριών μπορούν να αποθηκεύσουν διαφορετική ποσότητα ενέργειας για διαφορετική χρονική διάρκεια πριν από την αναγκαστική εκφόρτισή τους.
Ακολουθούν παραδείγματα ορισμένων βασικών τύπων BESS:
Αυτόνομες μπαταρίες
Η αποθήκευση ενέργειας με αυτόνομες μπαταρίες (grid-scale batteries) είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει στις επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας και τους διαχειριστές συστημάτων μεταφοράς να αποθηκεύουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας για μεταγενέστερη χρήση. Αποκαλούνται επίσης συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες μπροστά από τον μετρητή [front-of-the-meter (FTM)] ή μπαταρίες σε κλίμακα δικτύου. Οι αυτόνομες μπαταρίες μπροστά από τον μετρητή συνδέονται απευθείας με το δίκτυο διανομής. Αυτό είναι σημαντικό για τα προγράμματα Απόκρισης Ζήτησης και ενεργειακής ευελιξίας.
Μπαταρίες πίσω από τον μετρητή [behind the meter batteries (BTM)]
Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες πίσω από τον μετρητή (BTM) έχουν μικρότερη χωρητικότητα αποθήκευσης ενέργειας από τις αυτόνομες μπαταρίες. Είναι σταθερές μπαταρίες οι οποίες εγκαθίστανται στις εγκαταστάσεις του πελάτη και συνδέονται με το δίκτυο στον μετρητή του παρόχου από την πλευρά του πελάτη. Αυτό σημαίνει ότι δεν ελέγχονται κεντρικά από το δίκτυο διανομής. Οι μπαταρίες πίσω από τον μετρητή συνδέονται συνήθως με ενεργοβόρες συσκευές, όπως μηχανήματα, ανεμιστήρες, αντλίες ή μονάδες συμπαραγωγής ηλεκτρισμού και θερμότητας.
Συστεγασμένες μπαταρίες (Co-located batteries)
Οι συστεγασμένες μπαταρίες είναι συνδυασμός ενός συστήματος αποθήκευσης ενέργειας και ενός φορτίου παραγωγής ενέργειας, συνήθως ηλιακής. Οι επενδυτές σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας συχνά ενδιαφέρονται για τα συστήματα συστεγασμένων μπαταριών, καθώς μπορούν εύκολα να εγκατασταθούν παράλληλα με υφιστάμενα ενεργειακά έργα.
Πώς λειτουργούν τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες;
Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες θα επιτρέψουν την καθαρή ενεργειακή μετάβαση. Όμως πώς ακριβώς λειτουργούν;
Στη σημερινή παγκόσμια αγορά αποθήκευσης ενέργειας με αυτόνομες μπαταρίες κυριαρχούν οι μπαταρίες ιόντων λιθίου. Οι τεχνολογικές καινοτομίες και η βελτίωση της παραγωγικής ικανότητας έχουν καταστήσει τις μπαταρίες ιόντων λιθίου πιο αποδοτικές στην αποθήκευση περισσότερης ενέργειας σε μικρότερες μπαταρίες, μειώνοντας ταυτόχρονα σημαντικά το κόστος. Οι τιμές προβλέπεται να μειωθούν ακόμα περισσότερο, καθιστώντας τις συγκεκριμένες μπαταρίες ακόμα πιο αποδοτικές, ιδίως όταν εφαρμόζονται οικονομίες κλίμακας.
Τα BESS φορτίζονται όταν δεσμεύουν ηλεκτρική ενέργεια από το δίκτυο ή από μονάδα παραγωγής ενέργειας, την οποία αποθηκεύουν έως ότου αυτή αποδεσμευτεί και αξιοποιηθεί σε μεταγενέστερο χρόνο. Η φόρτιση των BESS με ενέργεια χαμηλού κόστους που παράγεται σε περιόδους υψηλής παραγωγής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές και η αξιοποίηση της ενέργειας σε περιόδους υψηλής ζήτησης, επιτρέπει στα BESS να μειώνουν το κόστος χονδρικής πώλησης ενέργειας και να συμβάλλουν στην απανθρακοποίηση του δικτύου ενέργειας.
Το μειούμενο κόστος των μπαταριών, σε συνδυασμό με την ταχεία και σπονδυλωτή ανάπτυξη της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες, καθιστά σε πολλές περιπτώσεις τις μπαταρίες την πιο ελκυστική επιλογή αποθήκευσης ενέργειας. Οι φορείς του κλάδου, συμπεριλαμβανομένου του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας, εκτιμούν ότι στο εγγύς μέλλον θα χρειαστεί να εγκατασταθούν παγκοσμίως εκατοντάδες gigawatt αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες.
Οι ίδιοι αυτοί παράγοντες έχουν επίσης καταστήσει τα αυτόνομα BESS πιο ελκυστικά για τη μείωση της ανισορροπίας μεταξύ της προσφοράς και ζήτησης ενέργειας για τους παρόχους.
Τα οφέλη των BESS
Ο ρόλος των BESS για την αντιμετώπιση της στοχαστικότητας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) είναι ζωτικής σημασίας, ιδίως καθώς το παγκόσμιο ενεργειακό μείγμα περιλαμβάνει περισσότερη αιολική και ηλιακή ενέργεια για την επίτευξη του στόχου των μηδενικών εκπομπών έως το 2050.
Όσο περισσότερη ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές προστίθεται στο δίκτυο τόσο πιο σημαντικά καθίστανται τα BESS. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, όπως η ηλιακή και η αιολική, δεν μπορούν να διοχετευτούν κατά παραγγελία.
Χωρίς την αποθήκευση ενέργειας, η ενέργεια που παράγουν πρέπει να χρησιμοποιείται κατά τη στιγμή της παραγωγής της κι αυτό αποτελεί εμπόδιο στην ευέλικτη παροχή ενέργειας. Όσο περισσότερη ενέργεια αποθηκεύεται τόσο περισσότερη ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές μπορεί να προστεθεί στο δίκτυο και να χρησιμοποιηθεί όταν είναι απαραίτητη. Για τον λόγο αυτό, οι αυτόνομες μπαταρίες έχουν δυνατότητες σημαντικής ανάπτυξης. Σύμφωνα με βασικά σενάρια, εκτιμάται ότι έως το 2050 η σημερινή χωρητικότητα της αποθήκευσης ενέργειας θα πενταπλασιαστεί.
Η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να ενισχύσει την ευελιξία του ενεργειακού συστήματος και να οδηγήσει σε υψηλά επίπεδα ενσωμάτωσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας. Για τους παραγωγούς από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, τα μεγαλύτερα οφέλη των συστημάτων αποθήκευσης παρουσιάζονται μέσω της συμμετοχής στις αγορές εξισορρόπησης.
Οι παραγωγοί και προμηθευτές από έργα ΑΠΕ μπορούν να παρέχουν υπηρεσίες εξισορρόπησης ενέργειας στην αγορά εξισορρόπησης. Έπειτα, οι διαχειριστές συστημάτων μεταφοράς καθορίζουν τον τρόπο με τον οποίο αυτές οι υπηρεσίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν καλύτερα. Για παράδειγμα, μπορούν να πουν σε έναν παραγωγό να αυξήσει την παραγωγή του για να καλυφθεί η ζήτηση. Στη συνέχεια, ο παραγωγός αμείβεται μέσω της αγοράς εξισορρόπησης για την επιπλέον ενέργεια που χρησιμοποιήθηκε για την εξισορρόπηση του δικτύου.
Οι επιχειρήσεις ανάπτυξης έργων από ΑΠΕ μπορούν να έχουν πρόσβαση στα προγράμματα εξισορρόπησης μέσω των BESS και να αμείβονται για την παροχή ευέλικτων φορτίων στον διαχειριστή του δικτύου, ο οποίος μπορεί να ενσωματώσει περισσότερες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας στο ενεργειακό μείγμα. Πρόκειται για μια αμοιβαία επωφελή σχέση.
Πώς μπορούν τα BESS να συμβάλλουν στην ενεργειακή μετάβαση;
Είναι ξεκάθαρο ότι χρειάζεται περισσότερη ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές για την υποστήριξη της ενεργειακής μετάβασης.
Παραδοσιακά, όταν η ζήτηση ενέργειας αυξανόταν, οι παραγωγοί ενέργειας από ορυκτά καύσιμα, π.χ. οι μονάδες ηλεκτροπαραγωγής με καύση λιγνίτη, έκαιγαν περισσότερο λιγνίτη για να ανταποκριθούν στην αύξηση της ζήτησης. Αυτός ήταν ο τρόπος με τον οποίο το δίκτυο διαχειριζόταν την ανισορροπία μεταξύ προσφοράς και ζήτησης.
Όμως τα φορτία ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι μεταβλητά. Δηλαδή παράγουν περίσσεια ενέργειας σε συγκεκριμένες χρονικές περιόδους και πολύ λίγη (ή καθόλου) ενέργεια σε άλλες περιόδους. Τα BESS βοηθούν στην εξισορρόπηση του δικτύου δεσμεύοντας ενέργεια όταν αυτή παράγεται φθηνά από ανανεώσιμες πηγές και αποδεσμεύοντάς την σε μεταγενέστερο χρόνο όταν αυξάνεται η ζήτηση ενέργειας.
Η κάλυψη των αυξανόμενων αναγκών ευελιξίας παράλληλα με την απανθρακοποίηση της παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί τεράστια πρόκληση για τον κλάδο της ενέργειας που επιβάλλει την αξιοποίηση όλων των πηγών ευελιξίας, συμπεριλαμβανομένων των μονάδων παραγωγής ενέργειας, των δικτύων, της Απόκρισης Ζήτησης και της αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες.
Γενικά, τα BESS μπορούν να εγκατασταθούν γρήγορα και να επεκταθούν όταν και όπου απαιτείται. Βέβαια, ένα βασικό στοιχείο που πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι η ζήτηση για BESS εξετάζεται παράλληλα με άλλα μέτρα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κάλυψη της ευέλικτης παροχής ενέργειας. Παραδείγματα αυτών των μέτρων είναι η Απόκριση Ζήτησης και τα έξυπνα δίκτυα που ενισχύουν τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας και τη συνολική ευελιξία. Σε πολλές περιπτώσεις, μέτρα όπως η Απόκριση Ζήτησης και η αποθήκευση ενέργειας μπορούν να εφαρμοστούν από κοινού για την επίτευξη ακόμα μεγαλύτερης ευελιξίας σε ένα δίκτυο που τροφοδοτείται κυρίως με ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Συνολικά, η ευελιξία είναι και θα παραμείνει ένα ζωτικής σημασίας δομικό στοιχείο της ενεργειακής μετάβασης με στόχο ένα πλήρως ανανεώσιμο ενεργειακό σύστημα. Η αποθήκευση ενέργειας μπορεί να ενισχύσει την ευελιξία του ενεργειακού συστήματος και να οδηγήσει σε υψηλά επίπεδα ενσωμάτωσης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Η αποθήκευση ενέργειας είναι ένας αναδυόμενος τομέας και υπάρχει πληθώρα πολλά υποσχόμενων τεχνολογιών που μπορούν να αποθηκεύουν ενέργεια από ανανεώσιμες πηγές. Όμως στο εγγύς μέλλον φαίνεται ότι θα κυριαρχήσουν τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες. Η καινοτομία και η μείωση του κόστους θα μπορούσαν, βέβαια, να σημαίνουν ότι, καθώς θα εξελίσσεται ο τομέας, θα χρησιμοποιούνται ως επί το πλείστον νέες και διαφορετικές μορφές αποθήκευσης ενέργειας. Σε κάθε περίπτωση πάντως, το πιθανότερο είναι ότι τα BESS θα αποτελούν, στο μέλλον, βασικό κομμάτι της καθαρής ενέργειας, παγκοσμίως.
Η Sympower δεσμεύεται για τη δημιουργία ενός πλήρως ανανεώσιμου ενεργειακού συστήματος. Είμαστε οι ειδικοί στην ενέργεια με πολυετή εμπειρία στην Απόκριση Ζήτησης και τη βελτιστοποίηση της ευελιξίας. Στόχος μας είναι να μετατρέψουμε τις δυνατότητες των ενεργειακών φορτίων σας σε νέες πηγές εσόδων για εσάς. Όσο εμείς παρέχουμε την τεχνογνωσία, εσείς έχετε τον έλεγχο.