Две дымовые трубы электростанции Moss Landing возвышаются над заливом Монтерей. Колонны высотой 500 футов (150 м), видимые на многие км вдоль этого живописного участка побережья Северной Калифорнии, венчают то, что когда-то было крупнейшим в Калифорнии гигантским генератором, работающим на природном газе.
Сегодня, когда Калифорния неуклонно движется к декарбонизации своей экономики, эти стеки простаивают, а завод в значительной степени законсервирован. Однако станция собирается начать новую жизнь в роли самой большой в мире батареи, накапливающей избыточную энергию, когда солнечные батареи и ветряные электростанции производят электричество. Когда они этого не делают, батарея будет подавать его обратно в сеть.
Внутри похожего на пещеру здания турбины в настоящее время готовится к работе 300-мегаваттная литий-ионная батарея. Еще одна 100-мегаваттная батарея должна быть запущена в эксплуатацию в 2021 году.
Батареи Tesla
Это не единственные сверхразмерные батареи, которые скоро будут работать. Дополнительные 182,5 мегаватт, произведенные 256 батареями Tesla, планируется начать подавать в электрическую сеть Калифорнии в середине 2021 года. В конечном итоге планируется добавить достаточно мощности на этом участке, чтобы обеспечить энергией каждый дом в соседнем Сан-Франциско в течение шести часов, согласно данным компании, которая будет владеть этой системой и эксплуатировать ее.
В других частях Калифорнии в этом году был запущен проект хранения 250 мегаватт. Началось строительство 150-мегаваттной системы вблизи Сан-Франциско. Близится к завершению проект 100-мегаваттной батареи в Лонг-Бич, а ряд других находятся на различных стадиях разработки по всему штату.
Лидерство Калифорнии
Калифорния в настоящее время является мировым лидером в попытках сбалансировать перебои с возобновляемыми источниками энергии в электрических сетях и батареи коммунального масштаба. Остальной мир быстро последовал ее примеру. Недавно объявленные планы варьируются от 409-мегаваттной системы в Южной Флориде до 320-мегаваттной установки под Лондоном в Великобритании, от 200-мегаваттной установки в Литве до 112-мегаваттной установки в Чили.
Благодаря резкому падению цен и технологическому прогрессу, который позволяет батареям накапливать все большее количество энергии, сетевые системы демонстрируют рекордный рост. Многие из этих достижений являются побочными эффектами гонки автомобильной промышленности за создание более дешевых и мощных литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. В США налоговые льготы для систем хранения и государственные мандаты в области источников экологически чистой энергетики, которые работают в паре с солнечными установками, также играют важную роль.
Строение хранилищ
Массовое строение хранилищ может преодолеть одно из самых больших препятствий для возобновляемой энергии. Ее цикличность варьируется между избытком предложений, когда светит солнце или дует ветер, и нехваткой, когда садится солнце или стихает ветер. Сглаживая дисбаланс между спросом и предложением, сторонники говорят, что батареи могут заменить пиковые установки на ископаемом топливе, которые работают в течение нескольких часов в день, когда спрос на энергию резко возрастает. Выясняется, что широкое накопление энергии может стать ключом к расширению охвата возобновляемых источников энергии и ускорению перехода к безуглеродной энергосистеме.
"Энергетические хранилища в действительности являются истинным мостом к будущему чистой энергии", - говорит Бернадетт Дель Кьяро, исполнительный директор Калифорнийской ассоциации солнечной энергии и хранения.
Когда наступит будущее?
Насколько быстро наступит это будущее? Ответ во многом зависит от того, насколько быстро продолжится падение издержек. Согласно данным Управления энергетической информации США, цена на аккумуляторы коммунального масштаба в США уже резко упала почти на 70% в период 2015-2018 гг. Это резкое падение цен последовало за достижениями в области химии литий-ионных аккумуляторов, которые значительно улучшили производительность. Емкость батареи также расширилась. Появились средства, способные накапливать и разряжать энергию в течение все более длительных периодов времени. Рыночная конкуренция и растущее производство аккумуляторов также играют важную роль. Согласно прогнозам Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии США, средние затраты на литий-ионные аккумуляторы упадут еще на 45% в период 2018-2030 гг.
Зависимость от роста технологии литий-ионных аккумуляторов
"Мы почти полностью зависим от роста технологии литий-ионных аккумуляторов, которая в основном управляется электромобилями и бытовой электроникой", - говорит Рэй Хоэнштайн, директор по рыночным приложениям Fluence. Это компания-поставщик технологий хранения энергии с проектами общей мощностью почти 1 гигаватт (1000 мегаватт), которые должны выйти в сеть в Калифорнии в течение года. «Деньги, вложенные в исследования для этих приложений, снижают затраты по всем направлениям», - добавляет Хоэнштайн. Это похоже на ситуацию, которая наблюдалась с солнечными батареями.
Выполнение и перевыполнение планов
В Калифорнии падение цен на аккумуляторные батареи в сочетании с агрессивным стремлением штата к созданию безуглеродной электрической сети к 2045 году привело к переполнению проектами хранения. Законопроект 2013 года установил целевой показатель в 1,325 гигаватта хранения, который должен быть введен в эксплуатацию для государственной сети к 2020 году. Согласно данным Калифорнийской комиссии по коммунальным услугам, сейчас одобрено 1,5 гигаватта проектов. При этом нужно учитывать, что уже установлено более 500 мегаватт. Эта цель уже достигнута.
