10 największych osiągnięć w dziedzinie magazynowania energii

Avatar photo

Wiele firm dąży obecnie do ograniczenia swojego śladu węglowego i zminimalizowania zużycia energii. Ze względu na światowe cele redukcji emisji gazów cieplarnianych i przejścia na zrównoważony system energetyczny, ważne jest, aby zrozumieć, co napędza tę zmianę i jak wpłynie ona na przyszłość biznesu i konsumentów.

Wraz ze wzrostem popytu na pojazdy elektryczne i inteligentniejsze sieci energetyczne, szybki rozwój odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna i wiatrowa, ogranicza możliwości technologii magazynowania energii. Aby zaspokoić te potrzeby, konieczny jest rozwój innowacyjnych technologii, które mogłyby magazynować energię w bardziej efektywny, zrównoważony i ekonomiczny sposób.

Trendy w dziedzinie magazynowania energii

W ostatnich latach byliśmy świadkami znaczącego postępu w zakresie technologii magazynowania energii. Technologie te zmieniają krajobraz, od innowacji w chemii baterii po systemy oparte na grawitacji i zarządzanie energią oparte na sztucznej inteligencji. Pomagają one nie tylko w stabilizacji sieci energetycznych i zmniejszeniu zależności od paliw kopalnych, ale także pozwalają przemysłowi zaspokoić rosnące zapotrzebowanie na energię przy jednoczesnym zmniejszeniu ich wpływu na środowisko.

Jak podaje Statista, oczekuje się, że w latach 2024-2031 rynek systemów magazynowania energii będzie rozwijał się ze skumulowanym rocznym wskaźnikiem wzrostu na poziomie 9%. 

1. Ulepszone baterie litowo-jonowe

      Wraz ze wzrostem gęstości energii, trwałości i bezpieczeństwa, akumulatory litowo-jonowe pozostają w czołówce rozwoju magazynowania energii. Baterie stają się lżejsze, bezpieczniejsze i trwalsze dzięki innowacjom, takim jak elektrolity w stanie stałym i materiały o dużej gęstości energii (takie jak anody krzemowe). Zmiany te, umożliwiające dłuższe użytkowanie i szybsze ładowanie, mają szczególnie znaczący wpływ na elektronikę użytkową i pojazdy elektryczne (EV).

      Według S&P Global oczekuje się, że rynek akumulatorów trakcyjnych będzie się rozwijał w latach 2022–2030 w tempie 22,3% rocznie. Dwa pozostałe główne zastosowania baterii litowo-jonowych to magazynowanie energii i urządzenia przenośne. Jednak do 2030 r. 93% rynku będzie przypadało na sektor motoryzacyjny i transportowy.

      2. Alternatywne składy chemiczne baterii

        Aby pokonać ograniczenia akumulatorów litowo-jonowych, opracowano inne rodzaje chemii, w tym akumulatory sodowo-jonowe i cynkowo-powietrzne, które stanowią bardziej przystępne cenowo i przyjazne dla środowiska alternatywy. Na przykład akumulatory cynkowo-powietrzne zapewniają długotrwałe rozwiązania w zakresie zasilania rezerwowego o dużej energii, podczas gdy akumulatory sodowo-jonowe są przeznaczone do stacjonarnych zastosowań magazynowych na dużą skalę i są mniej zależne od rzadkich minerałów.

        3. Ekologiczne paliwa wodorowe i ogniwa paliwowe

          Ekologiczny wodór stanowi czyste źródło magazynowanej energii, która w razie potrzeby może zostać przekształcona w energię elektryczną. Powstaje w wyniku elektrolizy napędzanej przez zasoby odnawialne. Ogniwa paliwowe zapewniają dostęp do energii tam, gdzie bezpośrednia elektryfikacja jest utrudniona, wykorzystując wodór do zasilania urządzeń w przemyśle ciężkim, transporcie i zasilaniu awaryjnym.

          Aby dowiedzieć się, w jaki sposób wodór przyczynia się do dekarbonizacji systemu energetycznego, obejrzyj poniższy film firmy Schneider Electric i poznaj jej cyfrowe rozwiązania służące połączeniu łańcucha wartości z odnawialnymi źródłami energii w celu produkcji zielonego wodoru.

          https://www.youtube.com/watch?v=PoafGU3A0eo

          4. Magazynowanie energii termicznej

          Energia termiczna, wytwarzana ze spalania paliw lub energii słonecznej, jest powszechnie wykorzystywana do magazynowania energii i ogrzewania. Energia cieplna może być przechowywana w magazynach termicznych przy użyciu substancji takich jak związki zmiennofazowe lub stopione sole, które mogą być później wykorzystane do ogrzewania lub przekształcone w energię elektryczną. Technologia ta oferuje niezawodny, niedrogi sposób na stałe dostarczanie energii odnawialnej, dzięki czemu jest szczególnie przydatna w elektrowniach słonecznych i procesach przemysłowych.

          Innym rodzajem jest energia geotermalna, w postaci ciepła wydobywanego z Ziemi przez odwierty i wykorzystywanego do bezpośredniego ogrzewania lub wytwarzania energii. Wewnętrzne ciepło Ziemi jest jedynym źródłem energii geotermalnej, chociaż energia cieplna może pochodzić z różnych źródeł.

          5. Zaawansowane kondensatory i superkondensatory

            Superkondensatory to idealne rozwiązanie do równoważenia sieci i zastosowań w samochodach elektrycznych, które wymagają szybkiego ładowania i rozładowywania. Stosowane są często w systemach hybrydowych w połączeniu z akumulatorami, aby zapewnić krótkie skoki mocy, poprawiając stabilność i wydajność energetyczną w wielu aplikacjach.

            6. Innowacje w zakresie inteligentnych sieci i zarządzania

              Poprzez przewidywanie popytu i równoważenie obciążeń, inteligentne sieci, które integrują rozwiązania AI i IoT, maksymalizują dystrybucję i magazynowanie energii. Technologia ta, zwiększając odporność i wydajność sieci energetycznych, sprawia, że dystrybucja energii jest bardziej inteligentna i reaguje na potrzeby w czasie rzeczywistym.

              „Wszystkie trzy główne sektory, które muszą zostać zdekarbonizowane – budownictwo, transport i przemysł – zwiększą zapotrzebowanie na sieć, ponieważ tylko ułamek zapotrzebowania na energię można pokryć poprzez wytwarzanie energii na miejscu”.

              Siemens, Przyspieszenie elektryfikacji wszystkiego

              7. Zrównoważony rozwój i recykling w magazynowaniu energii

              Zmniejszenie wpływu magazynowania energii na środowisko wymaga ulepszeń w zakresie recyklingu i zrównoważonych materiałów. Dzięki nowym technikom odzyskiwania cennych pierwiastków z baterii i projektowaniu produktów z myślą o recyklingu, zmniejsza się ilość odpadów i promowana jest gospodarka o obiegu zamkniętym.

              8. Systemy zarządzania energią (EMS) wykorzystujące sztuczną inteligencję

                Dane w czasie rzeczywistym są wykorzystywane przez systemy zarządzania energią oparte na sztucznej inteligencji do optymalizacji i regulacji zużycia energii, poprawy stabilności sieci, obniżenia kosztów operacyjnych i zagwarantowania efektywnego wykorzystania zasobów odnawialnych. Jest to szczególnie korzystne w zastosowaniach przemysłowych i sieciowych na dużą skalę.

                „Jednym z najczęstszych zastosowań sztucznej inteligencji w sektorze energetycznym jest poprawa prognoz podaży i popytu”.

                IEA, Why AI and energy are the new power couple

                9. Grawitacyjne magazynowanie energii

                Magazynowanie grawitacyjne jest niedrogim i trwałym rozwiązaniem, które dobrze sprawdza się w zastosowaniach w sieci. System magazynuje i uwalnia energię poprzez podnoszenie i opuszczanie dużych ciężarów. Na obszarach, gdzie nie występują warunki wymagane dla innych technologii magazynowania, technologia ta jest szczególnie korzystna.

                10. Baterie drugiego obiegu

                  Ponowne wykorzystanie zużytych akumulatorów pojazdów elektrycznych do stacjonarnego magazynowania zapewnia opłacalną i ekologiczną opcję energetyczną. Przedłużając żywotność baterii, zmniejszając ilość odpadów i zapewniając zasilanie awaryjne gospodarstwom domowym i firmom, baterie drugiej generacji promują energię odnawialną.

                  Podsumowanie

                  Najnowsze osiągnięcia w dziedzinie magazynowania energii rewolucjonizują sposób, w jaki wytwarza się, przechowuje i wykorzystuje energię w różnych sektorach i w naszej codziennej działalności. Innowacje te – od systemów opartych na sztucznej inteligencji i zrównoważonych materiałach po baterie nowej generacji i zielony wodór – są konieczne do stworzenia czystszej i bardziej odpornej przyszłości energetycznej. Systemy magazynowania energii odegrają kluczową rolę w obniżaniu emisji dwutlenku węgla, stabilizowaniu sieci energetycznych i promowaniu zrównoważonej globalnej gospodarki w miarę wzrostu zapotrzebowania na niezawodne i odnawialne źródła energii. Wdrażając te technologie, zbliżamy się o krok do przyszłości, w której energia będzie niedrogim i zrównoważonym źródłem, umożliwiającym rozwój przyszłym pokoleniom.

                  Total
                  0
                  Shares
                  Poprzedni post

                  Mikrokontrolery – przewodnik dla początkujących

                  Następny post

                  Najważniejsze trendy technologiczne kształtujące karierę w roku 2025

                  Powiązane posty