Еве што никој не ви кажува за батериите за обновлива енергија: додека сите дебатираат дали „вредат“, Тексас тивко им заштедил на потрошувачите 750 милиони долари за само едно лето користејќи складирање на батерии. Прашањето не е дали батериите веќе ги намалуваат трошоците-тоа е колку драматично ја преобликуваат енергетската економија на секое ниво.
Трансформацијата се случува побрзо отколку што повеќето сфаќаат. Трошоците за батериите паднаа за 93% од 2010 година, и тоа е само почеток. Она што го прави ова особено интересно е тоа што намалувањето на трошоците се случува во три различни фази, при што секоја отклучува различни видови заштеди. Разбирањето на овие фази-што јас го нарекувам Три хоризонти на влијанието на цената на батеријата-откри зошто батериите се префрлија од скап експеримент во економска потреба.
Трите хоризонти на влијанието на цената на батеријата
Повеќето анализи ги третираат трошоците за батеријата како единствена бројка која води надолна линија. Тоа ја пропушта приказната. Намалувањето на трошоците функционира низ три различни временски хоризонти, при што секој создава вредност на фундаментално различни начини.
Хоризонт 1се однесува на самиот хардвер-на падот на цената на литиумските-јонските ќелии и рамнотежата-на-системските компоненти. Ова е она што добива наслови, и со право. Но, тоа е и најдиректниот дел.
Хоризонт 2ја доловува оперативната трансформација-како батериите ја менуваат економијата на водење на електрична мрежа минута во минута, час во час. Ова создава заштеди кои се сложени во текот на годините на работа.
Хоризонт 3претставува-реструктуирање на ниво на системот-избегнати трошоци од инфраструктурата што никогаш не треба да ја изградите и заштита од ценовни шокови што никогаш не треба да ги апсорбирате. Овие придобивки се потешко да се квантифицираат, но потенцијално највредни.
Секој хоризонт работи на различна временска рамка и создава вредност преку различни механизми. Што е уште поважно, тие се наредени-не мора да избирате еден над друг.
Хоризонт 1: Хардверска револуција (2010-2025)
Колапс од 93%.
Кога разговарате за економичноста на батеријата, започнете со број кој сè уште ги изненадува луѓето кои не ги следат внимателно: трошоците за складирање на инсталираната батерија паднаа од 2.571 долари за киловат-час во 2010 година на 192 долари за киловат-час до 2024 година. Тоа не е печатна грешка. Намалување од 93% за 14 години.
За контекст, на соларните панели им беа потребни околу 40 години за да постигнат сличен пад на трошоците. Батериите ја компресираа таа траекторија на една и пол деценија.
Што го поттикна овој колапс? Три меѓусебно поврзани сили, од кои секоја ги засилува другите:
Производствената скала експлодираше бидејќи електричните возила создадоа невидена побарувачка. Кога CATL, најголемиот светски производител на батерии, известува за 50% пад на цената во една година, тоа не е постепено подобрување-тоа е индустрија која се подложува на фундаментално реструктуирање. Истите производни линии што им служат на производителите на ЕВ сега обезбедуваат проекти за складирање во мрежа-, распределувајќи ги фиксните трошоци на производство од милијарди долари.
Хемиската еволуција го префрли пазарот од скапи батерии со никел-манган кобалт на алтернативи на литиум железо фосфат. Пазарниот удел на LFP порасна од 48% во 2021 година на 85% до 2024 година. Ова не се однесуваше само на користење поевтини материјали-ЛФП батериите траат подолго и толерираат повеќе циклуси на полнење, намалувајќи ги уште повеќе вкупните трошоци за сопственост.
Созревањето на синџирот на снабдување ги намали цените на литиумот во однос на нивните врвови во 2022 година. По скокот од 270% предизвикан од стравувањата од побарувачката за електрични возила и „нерационалното однесување при купувањето“, цените на литиум карбонатот се нормализираа како што се појавија нови рударски капацитети. Паниката за снабдување што ги зголеми трошоците на батериите во 2022 година, спектакуларно се промени до 2024 година.
Каде се насочени цените
Самите ќелии на батерии сега чинат помеѓу 85 и 100 долари за киловат-час на пазарите со голем-зафатнина, при што кинеските производители достигнаа 94 долари за киловат-час кон крајот на 2024 година. Повеќекратните прогнози се спојуваат на литиум-јони кои достигнуваат 100 долари за киловат-час. 2025-2026 година - праг долго време се сметаше за пресвртна точка за масовно усвојување.
Но, еве што го прави Хоризонт 1 особено интересен за намалување на трошоците: не сме готови. Умереното сценарио на Националната лабораторија за обновлива енергија предвидува нов пад од 47% до 2030 година, при што трошоците за батерии потенцијално ќе паднат до 100 долари за киловат-час за целосно инсталирани системи. Дури и конзервативните проекции покажуваат континуиран пад до 2050 година.
Ова создава уникатен предизвик за планирање: батериите што ќе ги инсталирате денес ќе се натпреваруваат со драматично поевтините батерии утре. Но, чекањето значи откажување од долгогодишните оперативни заштеди од Хоризонт 2.
Предност на локацијата на Ко-
Еден начин да се доловат моменталните намалувања на трошоците: спарете ги батериите со соларната од самиот почеток. Според проценките на Националната лабораторија за обновливи извори на енергија, заедничкото наоѓање складиште со фотоволтаични системи чини 7% помалку од единиците за складирање одделно. Заедничката инфраструктура-инвертори, мрежните врски, процесите за издавање дозволи-ги распределуваат фиксните трошоци на двете инсталации.
Проектот Gemini Solar Plus Storage во Невада го демонстрира ова во размер: 690 мегавати соларна енергија поврзана со 380 мегавати складирање на батерии, испорачува енергија според 25-годишен договор. Кога беше целосно оперативен, тој стана најголемиот проект за соларна енергија во Соединетите Држави, со трошоци за единица многу помали од она што секоја компонента би чинела сама по себе.
Хоризонт 2: Оперативна трансформација (2020-2030)
Поевтинувањето на хардверот е добра вест. Батериите кои фундаментално го менуваат начинот на работа на мрежите создаваат постојана вредност што се акумулира од година во година.
Врвна економија на бричење
Најјасна оперативна придобивка: избегнување скапа електрична енергија кога побарувачката расте. Комуналните претпријатија традиционално палат „врвни постројки“-турбини со природен гас кои се неактивен поголемиот дел од годината, а работат само во неколку часови кога побарувачката се зголемува. Овие постројки се скапи за одржување и катастрофално скапи за работа.
Батериите можат да ги заменат највисоките постројки во времетраење до четири часа, што го покрива огромното мнозинство на скокови на побарувачката. Економијата одлучувачки ги фаворизира батериите за оваа апликација, со трошоци веќе конкурентни и се очекува да се подобрат за уште 45% до 2030 година, според проекциите на Националната лабораторија за обновлива енергија.
За резиденцијалните корисници, математиката е поедноставна, но подеднакво привлечна. Во областите со-на-цена за користење, батериите може да префрлат 40% од дневната употреба од скапи часови на шпиц на евтини-највисоки цени. Со типични ценовни разлики од 0,15 $ за киловат-час помеѓу максималниот и независен-пик, домаќинството кое троши 30 киловат-часови дневно може да заштеди приближно 730 американски долари годишно само од арбитража-купување ниско, користејќи високо.
Едно истражување на NREL покажа дека сончевото-плус-складирање ги намалило комуналните трошоци за комерцијални згради во повеќе од половина од 17 испитани градови, при што заштедите достигнале 24% на некои пазари. Клучниот увид: ова не се еднократни-поволности. Тие се акумулираат месец по месец, од година во година.
Вредност за стабилизација на мрежата
Надвор од едноставна арбитража, батериите обезбедуваат услуги што традиционалната генерација не може да се совпадне по секоја цена. Времето на одговор е важно во управувањето со мрежата, а батериите реагираат во милисекунди додека на конвенционалните постројки им требаат минути.
Ова создава повеќе текови на приходи:
Регулација на фреквенцијаго одржува возењето на електрична енергија на точно 60 херци. Кога голема фабрика одеднаш бара повеќе енергија, фреквенцијата паѓа. Батериите можат инстантно да вбризгуваат енергија, стабилизирајќи го системот пред конвенционалните постројки воопшто да го забележат проблемот. Операторите на мрежата плаќаат значителни премии за оваа услуга.
Поддршка за напонодржува постојан притисок на електрична енергија низ далноводите. Како што се зголемува пенетрацијата на обновливите извори, флуктуациите на напонот стануваат се почести. Батериите ги измазнуваат овие варијации, спречувајќи ги измачувањата што ја оштетуваат опремата и ги фрустрираат потрошувачите.
Способност за црн стартовозможува делови од мрежата да се рестартираат по прекини без надворешни извори на енергија. За време на затемнувањето во Тексас во 2021 година, инсталациите на батериите ги одржуваа во функција критичните кола, демонстрирајќи способност што ја нема традиционалната генерација.
Секоја услуга генерира приход. Комбинирајте ги и батериите ќе станат профитабилни средства наместо центри за трошоци. Податоците на Калифорнискиот независен системски оператор за 2024 година покажуваат дека батериите кои се наоѓаат во исто време обезбедуваат повеќе енергија и повеќе профитираат од енергетската арбитража отколку самостојните батерии, со просечен поголем принос по мегават капацитет.
Реални-Податоци за светски перформанси
Апстрактните придобивки се помалку важни од документираните резултати. Тексас го дава најјасниот пример: распоредувањето на складирање енергија на потрошувачите им заштеди 750 милиони долари само во текот на летото 2024 година. Тоа не се проектирани заштеди-тоа се вистинските пари што останале во џебовите на тарифите.
Како? Со намалување на потребата за активирање на скапи станици за време на попладневните скокови на побарувачката. Наместо да согоруваат природен гас по врвни цени, мрежните оператори црпеле складирана сончева енергија од батерии наполнети за време на прекумерното производство на пладне. Разликата во цената-помеѓу пладневната соларна презаситеност и попладневниот врв на побарувачката-создаде непосредни заштеди за секој киловат-час поместување.
Размерот е важен овде. Тексас додаде нешто повеќе од 8 гигавати капацитет на батеријата до 2024 година. Калифорнија инсталираше 12,5 гигавати. Во комбинација, овие две држави сочинуваат 82% од новите додатоци на батерии во САД, а нивното распоредување директно е во корелација со заштедите на потрошувачите.
Моделот се држи во помали размери. Островот Кауаи на Хаваи добива 60% од својата електрична енергија од обновливи извори на енергија, поддржана од -батерии кои обезбедуваат половина од енергијата на островот за време на одредени сценарија. Економска придобивка: избегнување на увезени фосилни горива кои претходно го чинеле островот 4,50 долари за галон, што е далеку над цените на копното.
Хоризонт 3: Трансформација на системот (2025-2050)
Третиот хоризонт вклучува трошоци што никогаш не ги правите-инфраструктура што никогаш не ја градите, гориво што никогаш не го согорувате, нестабилност што никогаш не ја апсорбирате.
Избегнати инфраструктурни трошоци
Изградбата на нови електрани е скапа. Изградбата на далноводи за нивно поврзување е скапа. За да се дозволи и двете се потребни години и милијарди долари. Батериите распоредени во центри за оптоварување-во близина на градови, индустриски капацитети, центри за податоци-може да ги одложат или целосно да ги елиминираат овие инвестиции.
Обединетото Кралство проценува дека системите за складирање батерии кои поддржуваат интеграција на обновливи извори на енергија би можеле да заштедат на енергетскиот систем до 48 милијарди долари до 2050 година, што на крајот ќе ги намали сметките за енергија на потрошувачите. Таа бројка претставува избегнато трошење на електрани, надградби на преносот и засилување на системот што нема да бидат потребни откако ќе има доволно складирање.
Размислете за алтернативата: задоволувањето на растот на побарувачката на електрична енергија без складирање бара или масовна преголема изградба на обновливите извори на енергија (генерирање многу повеќе отколку што е потребно во добри услови за покривање на лошите услови) или одржување на обемна резервна копија на фосилни горива. И двете опции чинат повеќе од изградба на доволен капацитет на батеријата.
Проекциите на Калифорнија ја илустрираат скалата: постигнувањето на целта на државата за 100% чиста електрична енергија до 2045 година бара речиси 58 гигавати складирање на електрична енергија. Но, обидот за истата цел без складирање би барал масовно поголем капацитет за производство на обновливи извори-плус сите далноводи за да се движи таа енергија наоколу. Цената на системот со складирање е експоненцијално помала отколку без него.
Заштита на цената на горивото
Обновливата енергија поврзана со складирањето создава заштита од нестабилноста на цените на фосилните горива. Цените на природниот гас се удвоија во 2021-2022 година, предизвикувајќи ги трошоците за електрична енергија на пазарите зависни од производството на гас. Инсталациите на батерии наполнети со соларна или ветерна електрична енергија целосно ги избегнаа овие скокови на цените.
Оваа заштита се зголемува со текот на времето. Соларна-плус-инсталација за складирање што работи денес ќе испорачува електрична енергија по позната цена за 25-30 години. Конкурентното производство на фосили ќе доживее какви било промени во цената на горивото во тој период - потенцијално десетици значајни движења на цените.
Вредноста на сигурноста на цената се зголемува со нестабилноста на пазарот. За време на енергетската криза во 2022 година, комуналните претпријатија со значителен капацитет за складирање-плус-обновливи извори на енергија одржуваа постабилни малопродажни цени од оние зависни од природен гас. Потрошувачите забележале. Разликата во трошоците-помеѓу стабилните цени за обновливи извори на енергија и цените за испарливи фосили-може да ја надмине целата капитална цена на системот за складирање во текот на неговиот животен век.
Забрзување на распоредувањето на обновливите извори на енергија
Еве јамка за повратни информации што вреди да се разбере: батериите ја прават обновливата енергија повредна, што поттикнува повеќе распоредување на обновливи извори, што дополнително ги намалува трошоците за батериите преку производствената скала.
Програмерите на ветер и сончева енергија сега рутински вклучуваат складирање на батерии во предлозите за проекти, бидејќи тоа го прави целиот проект економски попривлечен. Складирањето го трансформира наизменичното производство во -електрична енергија што може да се испрати што може да се испорача точно кога е потребно. Операторите на мрежата плаќаат премиум цени за диспечерност.
Ова создава доблесен циклус. Повеќе распоредувања на батерии придонесуваат за подобрување на обемот на производството, дополнително намалувајќи ги трошоците. Пониските трошоци овозможуваат повеќе распоредувања. Пазарот расте експоненцијално-инсталациите на батерии се зголемија за 33% во 2024 година во однос на 2023 година, при што проекциите сугерираат слични стапки на раст до 2030 година.
Меѓународната агенција за обновлива енергија очекува складирањето на батерии во стационарни апликации да порасне од 2 гигавати ширум светот во 2017 година на приближно 175 гигавати до 2030 година. Тоа е зголемување за 87 пати за 13 години, ривалувајќи се со складиштето со пумпана хидроенергија на кое беа потребни децении за да достигне 235 гигавати.
Границите и предизвиците
Искреноста бара да се признае каде батериите не ги намалуваат ефикасно трошоците-барем сè уште.
Проблемот со сезонското складирање
Батериите се одлични со складирање на час и дневно. Тие се борат со сезонско неусогласеност. Во Калифорнија и слични клими, сончевата генерација достигнува максимум во лето, но побарувачката е највисока за време на зимското загревање. Северна Европа се соочува со спротивен проблем: изобилство летно сонце, но критична зимска побарувачка.
Складирањето електрична енергија од јули до употреба во јануари бара огромен капацитет и прифаќање значителни загуби во ефикасноста. Сегашните литиум-јонски батерии не се економски одржливи за оваа апликација. Мрежните-системи за скала обично складираат 2-4 часа електрична енергија, повремено се протегаат до 8-10 часа. Повеќемесечното складирање ќе бара различни технологии - водород, термичко складирање или други решенија кои се појавуваат.
Истражувачите на МИТ пресметуваат дека задоволувањето на 80% од побарувачката на електрична енергија во САД со ветер и сончева енергија ќе бара или на национално-систем за пренос со голема брзина што го балансира производството на стотици милји, или 12 часа складирање за целиот систем. Според сегашните цени, тој систем за складирање би чинел повеќе од 2,5 трилиони долари.
Ова не го поништува складирањето на батеријата-тоа само ја дефинира нејзината оптимална употреба. Батериите драстично ги намалуваат трошоците за секојдневно префрлање на товарот и управување со мрежата. Другите технологии треба да се справат со сезонско складирање.
Ограничувања на суровини
Трошоците за батериите зависат од цените на стоките за литиум, кобалт, никел и други материјали. Синџирите за снабдување за овие материјали се соочуваат со вистински ограничувања.
Надворешната зависност на Кина од ресурсите на литиум достигна над 70% до 2021 година. На новите рударски проекти им требаат 5-7 години за да стигнат до производството, додека побарувачката за електромобилни возила и мрежно складирање расте побрзо отколку што доаѓа новото снабдување на интернет. Нестабилноста на цените станува неизбежна кога понудата не може брзо да одговори на брановите на побарувачката.
Рециклирањето нуди делумни решенија. Нортволт објави дека развива батерии од 100% рециклиран никел, манган и кобалт во 2021 година. Но, сегашните стапки на рециклирање остануваат ниски-помалку од 20% во Кина, многу под стапките во САД и Јапонија. Скалирањето на рециклирањето за да одговара на растот на распоредувањето бара години развој на инфраструктурата.
Материјалните ограничувања не го осудуваат складирањето на батеријата, но создаваат несигурност во трошоците. Цените на литиумот се зголемија за 270% во 2021-2022 година, се променија за 50% до 2024 година и би можеле повторно да се зголемат ако усвојувањето на ЕВ забрза побрзо од експанзијата на рударството. Секој циклус на стока влијае на економичноста на батеријата.
Животниот век и трошоците за замена
Електраните можат да работат со децении. Батериите се распаѓаат по 10-15 години возење велосипед, што бара замена. Ова создава скриена цена што изненадува многу инсталации за прв пат.
Батеријата инсталирана во 2025 година ќе треба да се замени околу 2035-2040 година. Трошоците веројатно ќе бидат многу помали дотогаш - но точно колку пониски останува неизвесно. Оптимистичките проекции покажуваат 50-60% дополнителни падови на трошоците. Конзервативните сценарија покажуваат минимално подобрување. Разликата драматично влијае на вкупните животни трошоци.
Оваа неизвесност го отежнува финансирањето. Банките кои даваат кредити против проекти за обновливи извори на енергија имаат потреба од предвидливи парични текови во периоди од 20-30 години. Замената на батеријата воведува варијабилна цена што е тешко да се моделира прецизно. Некои проекти се справуваат со ова со создавање на наменски резерви за замена, ефективно зголемувајќи ги однапред трошоците за 20-40%.
Новите хемикалии ветуваат подолг животен век-батериите со литиум железо фосфат покажуваат подобар животен век од претходните варијанти на никел-манган кобалт. Но, „подобро“ сепак значи евентуална замена, само одложена од 10 до 15 година.
Кој има најголема корист од складирањето на батериите?
Намалувањето на трошоците не се распределува рамномерно. Некои корисници и географски области имаат многу поголема корист од другите.
Географски слатки точки
Регионите со висока пенетрација на обновливите извори на енергија гледаат најголеми придобивки. Калифорнија и Тексас го предводат распоредувањето на батериите во САД бидејќи тие веќе изградија огромен капацитет за соларна енергија и ветер. Батериите го решаваат проблемот со прекините што го создаваат тие обновливи извори, овозможувајќи уште поголем процент на обновливи извори на енергија.
Островите и изолираните мрежи имаат непропорционална корист. Хаваи плаќа премиум цени за увезени фосилни горива, со што секој киловат-час складирана обновлива енергија е вреден. Оддалечените заедници се соочуваат со слична економија-секоја алтернатива за производство на дизел заштедува значителни пари.
Областите со екстремни врвни цени гледаат брзи периоди на враќање. Онаму каде што-на-стапките на користење се разликуваат за 0,20 долари-0,30 долари по киловат-час помеѓу максимум и вон пик (Калифорнија, североисточни држави), системите за резиденцијални батерии може да постигнат враќање за 5-7 години само преку арбитража.
Спротивно на тоа, регионите со рамни цени на електричната енергија и обилно хидро или нуклеарно основно оптоварување гледаат минимални придобивки. Можноста за арбитража не постои. Мрежните услуги генерираат помал приход кога мрежата веќе работи стабилно. Усвојувањето на батериите на овие пазари драматично заостанува.
Апликација-Специфична економија
Инсталациите со мрежна-скала имаат корист од економиите на обем со кои не можат да се совпаднат станбените системи. Проектот за комунални услуги од 100-мегавати може да постигне 150 долари за инсталиран киловат-час, додека домашниот систем од 13,5- киловати на час чини 200-400 долари за киловат-час дури и со федерални даночни кредити.
Но, станбените системи не можат да ја доловат вредноста на комуналните услуги: резервна енергија за време на прекини, арбитража помеѓу цените на мало, наместо цените на големо, и елиминирање на трошоците за побарувачка што може да ги удвои трошоците за електрична енергија за големите домови. Резиденцијалниот систем може да ги намали трошоците за енергија за 30-80% во оптимални сценарија-подобри приноси од арбитражата во размер за комунални услуги.
Комерцијалните и индустриските корисници заземаат средина. Инсталациите со средна големина (500 киловат-час до 2 мегавати-час) чинат повеќе по киловат-час отколку комуналните- но помалку од станбените. Можностите за приходи вклучуваат намалување на трошоците за побарувачка,-време на-користење арбитража и сè повеќе, пазари за помошни услуги отворени со регулаторните реформи.
Клучниот увид: економичноста на батеријата е-специфична за локацијата и{1}}специфична за апликацијата. Општите изјави за тоа дали батериите ги „намалуваат трошоците“ ја пропуштаат нијансата. Точниот одговор е: да, но зависи од тоа каде сте, како ги користите и со какви алтернативи се споредувате.
Ефектот на мултипликаторот на политиката
Владините стимулации драматично ја забрзуваат временската рамка за намалување на трошоците.
Даночни кредити за инвестиции
Законот за намалување на инфлацијата ги прошири федералните даночни кредити за инвестиции на самостојно складирање енергија од 30% од вкупните трошоци на системот. Претходно, батериите се квалификуваа само кога- се лоцирани заедно со соларна енергија. Оваа промена веднаш ги намали ефективните трошоци за речиси-третина за подобните проекти.
За комунален-проект од 150 долари за киловат-час, даночниот кредит ефикасно ги намалува трошоците на 105 долари за киловат-час. Таа единствена промена на политиката направи илјадници проекти финансиски остварливи кои не беа остварливи неколку месеци порано.
Државните програми се ставаат на врвот на федералните стимулации. Калифорниската само-програма за поттикнување на генерации обезбедува до 200 долари за киловат-час за инсталиран капацитет на батеријата. Во комбинација со федералните кредити, вкупните стимулации можат да покријат 50% од трошоците за инсталација во некои сценарија.
Ова не се субвенции во традиционална смисла-тоа се механизми за забрзување. Батериите би станале рентабилни-на крајот само преку опаѓање на цената на хардверот. Стимулациите ја компресираат таа временска рамка од „за 5-10 години“ до „во моментов“. Ова е важно бидејќи инфраструктурата изградена денес го поместува децениското согорување на фосилни горива.
Реформи за дизајн на пазарот
Помалку видливи, но подеднакво важни: регулаторни промени создаваат пазари за мрежни услуги. Дерегулираниот енергетски пазар во Тексас им овозможува на батериите да продаваат регулација на фреквенцијата, поддршка за напон и можност за црно стартување по пазарни цени. Мрежниот оператор на Калифорнија имплементираше динамички ограничувања што им дозволуваат на хибридните ресурси да комуницираат со оперативните способности во реално-време, оптимизирајќи ги приходите преку повеќе услуги.
Овие пазарни механизми создаваат текови на приходи кои не постоеја пред една деценија. Батеријата што заработува само од енергетска арбитража може да постигне 8% поврат. Додадете плаќања за регулирање на фреквенцијата и враќањето се удвојува. Вклучете плаќања за капацитет и одговор на побарувачката, а повратот може да достигне 15-20%.
Ефектот на мултипликаторот на политиката се протега надвор од директните стимулации. Рационализираното издавање дозволи ги намалува меките трошоци. Реформите на редот за интерконекција ги намалуваат одложувањата. Стандардите за заштита од пожари спречуваат трки-до-на-долу на квалитетот. Секој лост на политиката или го забрзува усвојувањето или обезбедува одржливо продолжување.
Што велат податоците за 2025-2030 година
Проектирањето на идните трошоци вклучува неизвесност, но повеќе независни прогнози се спојуваат на слични траектории.
Скоро-Проекции на трошоците за рокови
Умереното сценарио на Националната лабораторија за обновлива енергија предвидува намалување на капиталните трошоци за 37% за комуналните-батериски системи помеѓу 2022 и 2035 година, со просечен годишен пад од 2,9%. Напредното сценарио покажува 52% намалувања, во просек 4% годишно.
BloombergNEF проектира дека цените на батериите ќе достигнат 100 долари за киловат-час до 2025 година за литиум железо фосфат и 2027 година за никел-манган кобалт. Голдман Сакс предвидува намалување на цените на батериите за 40% во текот на 2023-2024 година, со континуиран пад кој ќе достигне 50% вкупно намалување до 2025-2026 година.
Меѓународната агенција за обновлива енергија проценува дека вкупните инсталирани трошоци би можеле да паднат за 50-60% до 2030 година, а трошоците за ќелиите на батериите ќе се намалуваат уште подраматично. Нивната анализа сугерира дека литиум{5}}јонските батерии за стационарни апликации би можеле да достигнат под 200 долари за киловат-час за комплетно инсталирани системи.
Усогласување на овие проекции: очекувајте инсталираната скала за користење -корисна скала да чини околу 100 $-150 за киловат-час до 2030 година во умерено сценарио, потенцијално да достигне 80-100 долари за киловат-час во оптимистички сценарија. Станбените системи ќе следат 30-50% повисоко поради сложеноста на инсталацијата и помалиот обем.
Проекции за раст на распоредувањето
Соединетите Американски Држави распоредија над 12 гигавати складирање на батерии во 2024 година, што е зголемување од 33% во однос на 2023 година. Вуд Мекензи предвидува 15 гигавати инсталации во 2025 година, а резиденцијалниот сегмент потенцијално ќе достигне 12 гигавати до 2030 година.
Калифорнија бара складирање на електрична енергија од 58 гигавати за да ги исполни своите цели за чиста енергија за 2045 година. Капацитетот на батериите во Тексас се удвои од 2023 до 2024 година, со сличен раст се очекува во текот на деценијата. Во комбинација, овие држави го поттикнуваат националното распоредување, иако географската разновидност се зголемува како што се подобрува економијата.
На глобално ниво, складирањето батерии би можело да порасне до 175 гигавати до 2030 година, според проекциите на Меѓународната агенција за обновлива енергија, од 2 гигавати во 2017 година. Ова претставува приближно 15% годишни стапки на раст-во согласност со трансформативните технологии во фазата на нивното усвојување.
Едно предупредување: овие проекции не претпоставуваат големи промени во политиката или прекини во синџирот на снабдување. Промените на даночните олеснувања, новите тарифи или недостигот на материјал може да го забават усвојувањето. Но, дури и песимистичките сценарија покажуваат значителен раст, само со умерени стапки.
Донесување одлука: Кога батериите имаат економска смисла
Прашањето за прагот за која било инвестиција: дали ова се исплаќа само по себе?
Рамка за пресметување на станбени простории
Започнете со вашата сметка за струја. Ако плаќате повеќе од 0,15 долари за киловат-час, особено со време--за користење, батериите веројатно ги намалуваат трошоците. Ако плаќате помалку од 0,10 долари за киловат-час со паушални стапки, враќањето станува тешко без да се земе предвид вредноста на резервната моќност.
Фактор во стимулации. Сојузниот даночен кредит за инвестиции покрива 30% од трошоците за-плус- складирање на соларна енергија. Државните попусти варираат многу-Калифорнија нуди значителна поддршка, додека другите држави обезбедуваат минимална помош. Нето трошоците по стимулации го одредуваат вистинскиот период на враќање.
Размислете за вашата соларна ситуација. Ако веќе имате соларни панели со нето мерење, додавањето батерии е потешко да се оправда чисто економски-веќе го монетизирате вишокот генерирање. Ако немате соларна енергија или ако нето стапките на мерење се неповолни, батериите поврзани со новото соларно имаат повеќе смисла.
Соодветно вреднувајте ја резервната моќност. Ако доверливоста на мрежата е слаба и прекините ве чинат пари (домашна канцеларија, медицинска опрема, расипана храна), батериите обезбедуваат осигурителна вредност надвор од чистата арбитража. Ова го прави економското моделирање посубјективно, но не ја елиминира користа.
Типично сценарио: системска цена од 15.000 долари, даночни кредити од 4.500 долари, нето-трошок од 10.500 долари. Ако заштедите 100 УСД/месечно преку арбитража и ги избегнете трошоците за побарувачка, враќањето ќе се случи за 8,75 години. Животниот век на батеријата од 12-15 години обезбедува 3-6 години чист профит по враќањето.
Корисни и комерцијални пресметки
Големите инсталации се соочуваат со различна економија. Капиталните трошоци се намалуваат на 100-200 долари за киловат-час. Повеќекратните текови на приходи (енергија, капацитет, помошни услуги) го подобруваат приносот. Но, комплексноста на финансирањето се зголемува и трошоците за замена се поважни.
Проектите со мрежна-скала обично имаат за цел 12-15% внатрешни стапки на принос. На поволните пазари (Калифорнија, Тексас), овој праг е остварлив со сегашната технологија и цени. На понеповолните пазари, приносите паѓаат, освен ако не се подобри регулаторната поддршка или трошоците дополнително не се намалат.
Заедничката-локација со производство на обновливи извори ја подобрува економијата на проектот за 7% преку заедничките инфраструктурни трошоци. Ова објаснува зошто повеќето нови корисни-пари за складирање на скала со сончеви или ветерни-комбинираниот проект се подобри од секоја компонента сама по себе.
Едно клучно размислување: батериите стануваат повредни како што се зголемува пенетрацијата на обновливите извори на енергија. Раните посвојувачи се соочуваат со поограничени можности за приходи. Подоцнежните усвојувачи имаат корист од подобрените пазари за мрежни услуги создадени за да се справат со повисоки проценти од обновливите извори на енергија. Оптималниот тајминг вклучува балансирање на „првиот-придвижувач на предноста“ со „чекајте подобра економија“.
Најчесто поставувани прашања
Колку батериите можат да ми ја намалат сметката за струја?
Станбените батериски системи може да ги намалат трошоците за електрична енергија за 30-80% во оптимални сценарија, иако 30-40% е повообичаено. Вистинските заштеди првенствено зависат од структурата на вашата комунална стапка. Географската локација исто така е важна: Калифорнија, Тексас и североисточните држави покажуваат најдобри приноси поради високите трошоци за електрична енергија и поволните структури на стапки.
Дали трошоците за батерии сè уште паѓаат во 2025 година?
Да. Повеќекратните проекции се спојуваат со континуиран пад на трошоците до 2030 година и понатаму. Умереното сценарио на Националната лабораторија за обновлива енергија предвидува намалување од 37% од 2022 до 2035 година. Цените на батериите конкретно се очекува да достигнат 100 долари за киловат-час до 2025-2026 година, при што трошоците за инсталираниот систем продолжуваат да паѓаат како што се зголемува производството.
Што се случува кога батериите треба да се заменат?
Повеќето литиум{0}}јонски батерии се распаѓаат по 10-15 години редовно возење велосипед и бараат замена. Трошоците за замена веројатно ќе бидат многу помали поради континуираните технолошки подобрувања - потенцијално 50-60% под сегашните цени. Многу комерцијални инсталации вградуваат резерви за замена во нивната финансиска структура, во суштина однапред плаќајќи за идна замена по денешните цени, што треба да ги покрие утрешните поевтини замени со резервна маржа.
Може ли батериите целосно да го елиминираат создавањето на фосилни горива?
Не само со сегашната технологија. Батериите се одликуваат со складирање на час до дневно, но се борат со сезонското несовпаѓање помеѓу генерацијата и побарувачката. Достигнувањето на 90-100% обновлива електрична енергија бара или масивни обновливи извори на енергија, мрежи за пренос на континент-или комплементарни технологии како складирање на водород или пумпана хидроцентрала. Батериите можат економично да овозможат пенетрација на обновливи извори на енергија од 70-90%, но конечните 10-30% бараат дополнителни решенија.
Дали батериите работат во ладна клима?
Литиум-јонските батерии ја губат ефикасноста при екстремен студ, иако современите системи вклучуваат термичко управување што одржува оптимални работни температури. Деградацијата на перформансите станува значајна под -20 степени, но системите за греење можат да ја одржат функцијата по цена на малку намалена вкупна ефикасност. Во пракса, инсталациите во мрежна скала работат успешно низ северните држави и Канада. Казната за ефикасност (обично 5-10% при ладно време) е податлива во споредба со придобивките.
Како се споредуваат батериите со хидро складиштето со пумпа?
Пумпаната хидроцентрала нуди многу пониски трошоци за-киловат-час (20 долари наспроти 100-200 долари за батерии), но бара специфични географски-планини или подземни пештери. На пумпната хидроцентрала, исто така, потребни се години за да се дозволи и изгради, додека инсталациите на батерии може да се распоредат за неколку месеци. Батериите обезбедуваат побрзо време на одговор и поголема флексибилност во поставувањето. За повеќето апликации, особено за оние кои бараат брзо распоредување во близина на центрите за оптоварување, батериите победуваат и покрај повисоките трошоци. За масовно складирање долго време во соодветна географија, пумпаната хидроцентрала останува супериорна.
Кои стимулации се достапни за складирање на батерии?
Сојузниот даночен кредит за инвестиции обезбедува попуст од 30% на вкупните трошоци на системот за-плус- складирање на соларна енергија, а сега и самостојното складирање се квалификува. Многу држави додаваат дополнителни стимулации-Калифорниската самопомошна програма-Генерација за поттикнување нуди до 200 долари за киловат-час, Масачусетс ја спроведува програмата ConnectedSolutions која плаќа за учество на одговор на побарувачката. Проверете ја базата на податоци на DSIRE за тековните федерални и државни стимулации во вашата област. Стимулациите често се менуваат кога програмите достигнуваат ограничувања за финансирање или започнуваат нови политики.
Пресудата: Преобликуван енергетски пејзаж
Значи, дали батериите за обновлива енергија можат да ги намалат трошоците? Податоците велат „да“-нагласено-но со важна нијанса за тоа каде, кога и за кого.
Складирањето батерии го помина прагот од скап експеримент до економски привлечна технологија. Трошоците за хардвер паднаа за 93% од 2010 година. Повеќекратните текови на приходи создаваат привлечни приноси на поволни пазари. Политичката поддршка го забрзува усвојувањето онаму каде што економијата не е сосема доволна.
Но, намалувањето на трошоците функционира низ три различни хоризонти. Хардверските подобрувања (Хоризонт 1) создаваат непосредни заштеди преку поевтини инсталации. Оперативната трансформација (Хоризонт 2) генерира постојана вредност преку оптимизација на мрежата и арбитража. Реструктуирањето на системот (Хоризонт 3) ги избегнува трошоците за инфраструктура кои инаку би биле задолжителни.
Најголемата промена може да биде концептуална: батериите не се цена-тие се технологија што овозможува евтина обновлива енергија што може да се испрати. Ветерот и сонцето во комбинација со складирањето сега директно се натпреваруваат со производството на фосили и по цена и по доверливост. Ова не беше вистина пред пет години. Дефинитивно е денес.
Гледајќи напред, очекувајте континуирани намалувања на трошоците до 2030 година и понатаму, бидејќи производството се подобрува, хемијата и пазарите созреваат. Распоредувањето на батериите ќе порасне експоненцијално од 26 гигавати во САД денес кон 100+ гигавати до крајот на деценијата. Секоја инсталација ја прави следната повредна со подобрување на интеграцијата во мрежата, демонстрација на доверливост и поттикнување дополнително намалување на трошоците.
Енергетската транзиција не чека дополнително да се намалат трошоците за батеријата-тоа е веќе во тек, забрзана од веќе постигнатите драматични подобрувања на трошоците. За комуналните претпријатија, бизнисите и сопствениците на куќи во соодветни околности, обновливата енергија плус складирањето не е иднината. Тоа е сегашноста и сè повеќе е економски оптимален избор.
Клучни производи за носење
Трошоците за инсталирани батерии паднаа за 93% од 2010 до 2024 година, со проектирани дополнителни падови до 2030 година
Тексас им заштедил на потрошувачите 750 милиони долари само во летото 2024 година преку распоредување на батерии
Станбените системи можат да ги намалат трошоците за електрична енергија за 30-80% во оптимални услови со време-на користење
Три различни хоризонти на вредности: хардверски заштеди, оперативна трансформација и реструктуирање на системот
Географските и специфичните{0}}апликативни фактори одредуваат дали батериите ги намалуваат трошоците за одредени корисници
Федералните и државните стимулации можат да покријат 40-50% од трошоците за инсталација, драматично подобрување на повратот
Литиум-јонските батерии се одлични во секојдневното складирање, но сезонското складирање бара дополнителни технологии
Извори на податоци
Примарни извори вклучуваат студии за трошоците на Меѓународната агенција за обновлива енергија (IRENA.org), годишни технолошки основни извештаи од Националната лабораторија за обновлива енергија (NREL.gov), податоци за распоредување на администрацијата за енергетски информации на САД (EIA.gov), извештаи за монитор за складирање енергија на Wood Mackenzie, следење на цените на батеријата BloombergNEF, анализа на независен систем на оператори на Калифорнија, оперативни податоци за независен систем (CCAIS). Извештаи за цените на Amperex Technology, прогнози за пазарот на батерии на Goldman Sachs и техничка анализа на IEEE Spectrum.