För närvarande strävar många företag efter att minska sitt koldioxidavtryck och minimera sin energianvändning. Med det globala målet att minska utsläppen av växthusgaser och ställa om till ett hållbart energisystem är det viktigt att förstå vad som driver denna förändring och hur den påverkar framtida verksamheter och konsumenter.
I takt med att efterfrågan på elfordon och smartare elnät ökar, belastar den snabba utvecklingen av förnybara energikällor som sol- och vindkraft resurserna hos energilagringsteknikerna. Att utveckla innovativa tekniker som kan lagra energi mer effektivt, hållbart och ekonomiskt är nödvändigt för att möta dessa krav, som går utöver konventionella batterisystem.
Energilagringstrender
Energilagring har sett fantastiska genombrott de senaste åren tack vare avancerad forskning och utveckling. Dessa tekniker förändrar scenen, från innovationer inom batterikemi till gravitationsbaserade system och AI-driven energiförvaltning. De bidrar inte bara till att stabilisera energinätverk och minska beroendet av fossila bränslen, utan gör det också möjligt för industrin att möta den ökande efterfrågan på energi samtidigt som de minskar miljöpåverkan.
Enligt Statista förväntas marknaden för energilagringssystem expandera med en total årlig tillväxttakt på cirka 9 % mellan 2024 och 2031.
1. Förbättrade litiumjonbatterier
Med ökad energitäthet, livslängd och säkerhet ligger litiumjonbatterier fortfarande i framkant av utvecklingen inom energilagring. Batterierna blir lättare, säkrare och mer hållbara tack vare innovationer som Solid-State-elektrolyter och material med hög energidensitet (som kiselanoder). Denna utveckling, som möjliggör längre användning och snabbare laddning, har en särskilt stor betydelse för konsumentelektronik och elfordon (EV).
Marknaden för drivbatterier förväntas expandera med en total årlig tillväxttakt på 22,3 % mellan 2022 och 2030, enligt S&P Global. De andra två huvudsakliga användningsområdena för litiumjonbatterier är energilagring och bärbara enheter, men år 2030 kommer 93 % av marknaden att finnas inom fordons- och transportsektorn.
2. Alternativ batterikemi
För att övervinna gränserna för litiumjonbatterier erbjuder andra kemikalier, inklusive natriumjon- och zink-luftbatterier, mer prisvärda och miljövänliga alternativ. Till exempel erbjuder zink-luft-batterier långvariga, högenergilösningar för reservkraft, medan natriumjonbatterier är lämpliga för storskaliga, stationära lagringstillämpningar och är mindre beroende av sällsynta mineraler.
3. Grönt väte och bränsleceller
Grön vätgas är ett rent lagringsalternativ som kan omvandlas till elektricitet när det behövs. Den skapas genom elektrolys som drivs av förnybara resurser. Bränsleceller hjälper företag där direkt elektrifiering är svårt genom att använda vätgas för att driva applikationer inom tung industri, transporter och reservkraft.
Se videon nedan av Schneider Electric för att ta reda på hur vätgas bidrar till att minska koldioxidutsläppen i energisystemet och deras digitala lösningar för värdekedjan med förnybara energikällor för att producera grön vätgas.
4. Värmeenergilagring
Termisk energi, som kan produceras genom att förbränna bränslen eller genom solenergi, används normalt för energilagring och uppvärmning. Värme kan lagras i värmeenergilagringssystem med ämnen som fasomvandlande material eller smälta salter, som sedan kan användas direkt för uppvärmning eller omvandlas till elektricitet. Denna teknik erbjuder ett tillförlitligt och prisvärt sätt att kontinuerligt stödja förnybar energi, vilket gör den särskilt användbar i solenergianläggningar och industriella processer.
En annan typ är geotermisk energi. Den definieras som värme som utvinns från jorden genom brunnar och används för direkt uppvärmning eller elproduktion. Jordens inneboende värme är den enda källan till geotermisk energi, även om termisk energi kan ha sitt ursprung från en mängd olika källor.
5. Avancerade kondensatorer och superkondensatorer
Superkondensatorer är idealiska för nätbalansering och elbilstillämpningar som kräver snabb laddning och urladdning. De används ofta i hybridsystem tillsammans med batterier för att ge korta kraftspikar, vilket förbättrar stabiliteten och energieffektiviteten i en mängd tillämpningar.
6. Innovationer inom smarta nät och energiförvaltning
Genom att förutse efterfrågan och utjämna belastningar optimerar smarta nät, som integrerar AI och IoT, energidistribution och lagring. Genom att förbättra energinätens motståndskraft och effektivitet gör denna teknik energidistributionen mer intelligent och lyhörd för krav i realtid.
”Alla de tre stora sektorerna som kräver utfasning av fossila bränslen – byggnader, transporter och industrin – kommer att öka efterfrågan från näten, eftersom bara en bråkdel av energibehovet kan täckas genom lokal produktion.”
Siemens, påskyndar elektrifieringen av allt
7. Hållbarhet och återvinning inom energilagring
Att minska miljöpåverkan från energilagring kräver förbättrad återvinning och hållbara material. Avfallet minskar och en cirkulär ekonomi främjas av nya tekniker för att återvinna värdefulla material från batterier och skapa produkter med återvinningsbarhet i åtanke.
8. AI-optimerade energiförvaltningssystem (EMS)
Realtidsdata används av AI-drivna energiförvaltningssystem för att optimera och reglera energianvändningen, förbättra nätstabiliteten, sänka driftskostnaderna och garantera en effektiv användning av förnybara resurser – allt detta är särskilt fördelaktigt inom storskalig industri och nättillämpningar.
”En av de vanligaste användningsområdena för AI inom energisektorn har varit att förbättra prognoser om utbud och efterfrågan.”
IEA (The International Energy Agency), Varför AI och energi är det nya kraftparet
9. Gravitationsbaserad energilagring
Gravitationsbaserad lagring är en billig, långvarig lösning som fungerar bra för storskaliga tillämpningar. Den lagrar och frigör energi genom att höja och sänka tunga vikter. I områden där förutsättningarna för annan lagringsteknik saknas, är denna teknik särskilt fördelaktig.
10. Second-Life-batterier
Att återanvända använda elbilsbatterier för stationär lagring ger ett kostnadseffektivt och miljövänligt energialternativ. Genom att förlänga batteriets livslängd, minska slöseriet och leverera reservkraft till hushåll och företag främjar Second-Life-batterier förnybar energi.
Sammanfattning
Den senaste utvecklingen inom energilagring revolutionerar sättet vi producerar, lagrar och använder energi inom en mängd olika sektorer och i vår vardag. Dessa innovationer – som sträcker sig från AI-drivna system och hållbara material till nästa generations batterier och grön vätgas – är avgörande för att skapa en renare, mer motståndskraftig energiframtid. Dessa lagringssystem kommer att vara avgörande för att sänka koldioxidavtrycket, stabilisera elnäten och främja en hållbar global ekonomi när efterfrågan på tillförlitliga och förnybara energikällor ökar. Genom att använda dessa tekniker, kommer vi ett steg närmare en framtid där energi är överkomlig och hållbar, för att möjliggöra framsteg för framtida generationer.
