Εξασφαλίζοντας ένα σταθερό δίκτυο ηλεκτρικής ενέργειας μέσω συστημάτων αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας με μπαταρίες (BESS)

Τα τελευταία χρόνια, η ταχεία ανάπτυξη των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) και η ενσωμάτωσή τους στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας έχουν εντείνει την πίεση που ασκείται στα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας σε πολλές χώρες της Ε.Ε., συμπεριλαμβανομένης και της Ελλάδας.

Η αδυναμία των δικτύων ηλεκτρικής ενέργειας να απορροφήσουν αυτές τις μεγάλες ποσότητες ενέργειας που παράγονται από φωτοβολταϊκές μονάδες και αιολικά πάρκα, έχουν οδηγήσει σε περικοπές στην παραγωγή ΑΠΕ για την αποφυγή της υπερφόρτωσης του ηλεκτρικού δικτύου. Καθώς νέα έργα εισέρχονται στο δίκτυο, οι τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας, όπως τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS), καθίστανται απαραίτητες για την εξισορρόπηση του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας, δηλαδή τη διατήρηση ισορροπίας μεταξύ παραγωγής και κατανάλωσης ενέργειας.

Ο φιλόδοξος στόχος της Ε.Ε. για συμμετοχή των ΑΠΕ στην ακαθάριστη τελική κατανάλωση ενέργειας σε ποσοστό 45%, αναμένεται να διπλασιάσει το δυναμικό παραγωγής ενέργειας μέσω αιολικών και φωτοβολταϊκών. Το γεγονός αυτό καθιστά απαραίτητη την εύρεση λύσεων για τη σταθεροποίηση της προσφοράς και της ζήτησης του δικτύου ηλεκτρικής ενέργειας. Η Aquila Clean Energy δημοσίευσε πρόσφατα μια μελέτη που διερευνά τους λόγους για τους οποίους οι μπαταρίες αποτελούν βασικό στοιχείο ενός συστήματος στο οποίο η ενέργεια παράγεται κατά βάση από ΑΠΕ. 

Οι μπαταρίες, ως συστήματα βραχυχρόνιας αποθήκευσης ενέργειας, προσφέρουν ευελιξία εξισορροπώντας την παραγωγή ενέργειας μέσω της εκφόρτισης όταν η ζήτηση είναι η μέγιστη και της φόρτισης όταν υπάρχει χαμηλή κατανάλωση, μειώνοντας το ενεργειακό κόστος. Ο τρόπος με τον οποίο λειτουργούν οι μπαταρίες είναι η αποθήκευση της πλεονάζουσας ηλεκτρικής ενέργειας για τις περιόδους κατά τις οποίες η παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας δεν είναι διαθέσιμη.

Άλλες τεχνολογίες, όπως οι σταθμοί παραγωγής υδροηλεκτρικής ενέργειας αντλησιοταμίευσης και η παραγωγή ενέργειας με υδρογόνο, έχουν μεγαλύτερη διάρκεια με λιγότερους κύκλους φόρτισης ανά έτος, ενώ οι μπαταρίες μπορούν να καλύψουν αρκετούς κύκλους ημερησίως. Έτσι, ο ρόλος των συστημάτων αποθήκευσης με μπαταρίες (BESS) και των συστημάτων αποθήκευσης μακροπρόθεσμης διάρκειας καθίσταται συμπληρωματικός.

Σημαντικό είναι και το γεγονός ότι τα κόστη των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας έχουν μειωθεί σημαντικά σε παγκόσμιο επίπεδο, κυρίως λόγω της πρόσφατης προόδου στην τεχνολογία των μπαταριών, και συγκεκριμένα των ιόντων λιθίου.

Οι μπαταρίες φωσφορικού σιδήρου λιθίου  ή μπαταρίες LFP έχουν μειωμένο κόστος παραγωγής, καθώς αποφεύγεται η χρήση ακριβών πρώτων υλών όπως το κοβάλτιο και το νικέλιο. Δεδομένου ότι οι μπαταρίες LFP εκτιμάται ότι θα παραμείνουν η βασική μέθοδος αποθήκευσης ενέργειας μέχρι το τέλος της δεκαετίας, οι χαμηλότερες τιμές ιόντων λιθίου αποτελούν έναν βασικό παράγοντα που θα ενισχύσει την επέκταση των BESS.

Επιπλέον, καθώς η παραγωγική ικανότητα των μπαταριών προβλέπεται να τετραπλασιαστεί έως το 2030, οι χαμηλότερες τιμές της αλυσίδας εφοδιασμού μπαταριών, οι συνεχείς βελτιώσεις και ο ανταγωνισμός, θα οδηγήσουν σε περαιτέρω μείωση του κόστους των έργων BESS. Δεδομένου ότι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου απαιτούν σημαντική προμήθεια πρώτων υλών στη φάση της κατασκευής τους, καθίσταται απαραίτητη η μείωση του αποτυπώματος άνθρακα, η ανακύκλωση πρώτων υλών ή η χρήση ανανεώσιμης ενέργειας στην διαδικασία της παραγωγής τους.

Έχει αποδειχθεί ότι τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας μέσω μπαταριών προσφέρουν θετικό ισοζύγιο εκπομπών αερίων ρύπων στην διάρκεια του κύκλου ζωής τους, ύστερα από μια ορισμένη χρονική περίοδο, λόγω της συσχέτισης μεταξύ των τιμών της ηλεκτρικής ενέργειας, της έντασης των εκπομπών του δικτύου και των κύκλων φορτίου με βελτιστοποιημένη τιμή.

Με την εξάρτηση των ΑΠΕ από τις καιρικές συνθήκες να δημιουργεί αστάθεια και να θέτει προκλήσεις για την ενεργειακή ασφάλεια, οι μπαταρίες έχουν γίνει όλο και πιο ανταγωνιστικές λόγω του κόστους αλλά και της ευελιξίας που προσφέρουν, καθώς και της δυνατότητας ενίσχυσης της αποδοτικότητας του ενεργειακού συστήματος. Ταυτόχρονα, η αυξημένη αστάθεια της αγοράς ωφελεί τους διαχειριστές συστημάτων BESS, καθώς μπορούν να αγοράζουν ηλεκτρική ενέργεια από ΑΠΕ σε χαμηλές τιμές και να την πωλούν σε υψηλές τιμές όταν η παραγωγή ΑΠΕ είναι χαμηλή.

Οι διαγωνισμοί μακράς διάρκειας εξασφαλίζουν συμβάσεις για παράδοση ενέργειας σε μελλοντικό χρόνο, οι οποίες στην Ελλάδα υποστηρίζονται από μια λειτουργική επιδότηση μέσω ενός μηχανισμού συμβολαίου έναντι διαφοράς (CfD). Ο συνδυασμός των ΑΠΕ με BESS σε ένα χαρτοφυλάκιο προσφέρει σημαντικά οφέλη, αλληλοσυμπληρώνοντας τα assets ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και βελτιώνοντας την αξία των έργων μέσω αυξημένων τιμών ενέργειας.

Η συνεγκατάσταση μπαταριών και φωτοβολταϊκών μονάδων είναι η πιο συνήθης λύση, δεδομένης της ταχείας ανάπτυξης του δυναμικού ΑΠΕ που επιτρέπει την αποτελεσματική αποθήκευση και εκφόρτιση ενέργειας, στηρίζοντας τη σταθερότητα του δικτύου. Τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) συμβάλλουν επίσης στην αποφυγή της συμφόρησης του δικτύου, παρέχουν την δυνατότητα ελέγχου της τάσης, αποκαθιστούν την ισχύ μετά από διακοπές ρεύματος, μειώνουν τις απώλειες ενέργειας και βελτιώνουν την ποιότητα της ισχύος, καθυστερώντας την ανάγκη για δαπανηρές αναβαθμίσεις του δικτύου.

Παρά την πρόοδο στην προσαρμογή των κανονισμών στις χώρες της Ε.Ε., η κανονιστική ταξινόμηση των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας με μπαταρίες (BESS) παραμένει ασαφής, οδηγώντας σε προκλήσεις όπως διπλές χρεώσεις και ζητήματα σύνδεσης με το δίκτυο. Σε γενικές γραμμές, ένα υποστηρικτικό ρυθμιστικό πλαίσιο θα επέτρεπε στα συστήματα BESS να συμμετέχουν σε διαφορετικές πηγές εσόδων και να ενισχύσουν την ανταγωνιστικότητά τους έναντι των σταθμών παραγωγής ενέργειας με ορυκτά καύσιμα.

Για πρώτη φορά, η παγκόσμια σωρευτική χωρητικότητα αποθήκευσης μπαταριών αναμένεται να ξεπεράσει την αντλησιοταμίευση το 2025. Η αύξηση αυτή οφείλεται στην ανάγκη για βελτιωμένη αποδοτικότητα του συστήματος, καλύτερη ενσωμάτωση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, χαμηλότερο κόστος παροχής ενέργειας και μείωση των εκπομπών αερίων ρύπων.

Ο συνδυασμός των BESS με τις ΑΠΕ, σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στην τεχνολογία των μπαταριών, τοποθετεί τα BESS ως μια οικονομικά αποδοτική και βιώσιμη εναλλακτική λύση έναντι της ενέργειας που προέρχεται από ορυκτά καύσιμα, καθιστώντας τα μια ελκυστική επενδυτική ευκαιρία στο ταχέως εξελισσόμενο ενεργειακό τοπίο.

Η Aquila Clean Energy επενδύει σε έργα BESS στην περιοχή EMEA από το 2020-2021.Το χαρτοφυλάκιο ανάπτυξης BESS της εταιρείας περιλαμβάνει μια σειρά έργων που υπερβαίνουν τα 4 GW σε δυναμικότητα, στη Γερμανία, την Ισπανία, την Πορτογαλία, την Ιταλία, την Ελλάδα, το Βέλγιο, τις χώρες της Βαλτικής και τις Σκανδιναβικές χώρες.