По мере снижения цен на аккумуляторы производительность выходит на первый план в развитии систем хранения энергии

В условиях глобального переизбытка материалов для литий-ионных аккумуляторов, особенно литий-железо-фосфатных (LFP) элементов в Китае, цены на системы накопления энергии резко упали. Только в 2024 году отрасль поставила рекордные 330 ГВт·ч аккумуляторных систем накопления энергии (BESS), что было обусловлено агрессивным сокращением затрат и расширением производственных мощностей.

Эдвард Рэкли, глава подразделения накопления энергии в CRU, подчеркивает, что, хотя низкие цены и стимулировали рост, производители сейчас вступают в критическую фазу, когда простого сокращения расходов уже недостаточно для сохранения конкурентоспособности.

Переход от стоимости к возможностям

Похоже, что индустрия BESS переходит от фазы быстрого снижения затрат к фазе, ориентированной на повышение производительности. Это отражает переход солнечной энергетики от мультикристаллической к монокристаллической технологии PERC в период с 2015 по 2019 год. В области аккумуляторов поворотный момент смещается от никель-марганцево-кобальтовой (NMC) химии к LFP с акцентом на получение большей ценности (измеряемой в долларах за киловатт-час) из каждой системы.

Чтобы оставаться впереди, производителям необходимо повышать плотность энергии, увеличивать долговечность и обеспечивать больше киловатт-часов на квадратный метр — важнейший показатель для проектов коммунального масштаба с ограниченными площадями.

Конец кривой затрат?

Себестоимость производства литий-ионных аккумуляторов значительно снизилась с момента их появления в 1990-х годах, в основном благодаря экономии за счёт масштаба в добыче, поиске материалов и производстве. Поскольку мировое производство аккумуляторов достигло порога в тераватт-часах, дальнейшее снижение затрат будет зависеть от технологических достижений, а не только от масштаба.

С этого момента повышение энергетической емкости на единицу пространства или веса становится жизненно важным для достижения дальнейшего повышения доступности и эффективности.

Стремление к более высокой производительности

Производители всё больше внимания уделяют технологиям, продлевающим срок службы систем или увеличивающим количество энергии на одну зарядку. Платформы BESS следующего поколения обещают большую ёмкость и улучшенные эксплуатационные характеристики, но ключевая задача заключается в достижении баланса между инновациями, экономической эффективностью и долгосрочной надёжностью.

В будущем основное внимание, вероятно, будет уделяться сроку службы аккумуляторов и эффективности их работы, а не только плотности энергии. Реальный тест заключается в снижении приведенной стоимости хранения (LCOS) — показателя, на который влияют такие факторы, как капитальные вложения, эксплуатационные расходы, срок службы аккумулятора и эффективность системы.

Чтобы добиться успеха на рынке, любая новая технология хранения данных должна повышать производительность или снижать затраты, не ставя под угрозу общий срок службы или безопасность системы.

Вес прогресса

Химия LFP, которая совершенствовалась почти три десятилетия, приближается к своему теоретическому пределу ёмкости. Тем не менее, отход от аккумуляторов, ориентированных на электромобили, позволил значительно расширить масштабы аккумуляторных систем промышленного назначения. За последние шесть лет ёмкость контейнерных систем выросла с 500 кВт·ч до 8 МВт·ч на единицу.

Этот скачок в плотности энергии позволяет создавать более компактные установки, экономя затраты на землепользование и инфраструктуру, хотя он и создает дополнительные сложности в управлении тепловым режимом и обеспечении безопасности системы.

Однако физические ограничения могут сдерживать будущий рост. В таких регионах, как Северная Америка и Европа, вес современных 20-футовых контейнерных систем высокой вместимости приближается к максимально допустимым показателям транспортировки. CRU прогнозирует, что эти логистические ограничения могут ограничить ёмкость контейнеров до 8–11 МВт·ч в ближайшей перспективе.

Что дальше?

Новые инновации, такие как LFP с высокой плотностью уплотнения, повышают плотность энергии, не требуя радикальных изменений в конструкции, что затрудняет закрепление альтернативных химических технологий. Чтобы бросить вызов доминированию LFP, такие технологии, как натрий-ионные аккумуляторы, должны обеспечивать конкурентоспособную производительность по разумной цене, а также чётко прослеживать пути к будущим улучшениям.

На данный момент LFP продолжает лидировать благодаря своей зрелости, надежности и доступности. Любому претенденту, стремящемуся к революционным изменениям на этом рынке, необходимо будет достичь или превзойти показатели LFP, сохраняя при этом конкурентоспособность по цене и масштабируемость производства.