Elektrische voertuigen creëren een snelle weg voor batterij-energieopslagsystemen

Het emissievrije elektriciteitsnet van de toekomst zal veel meer duurzame energieproductie vereisen. En als die energie eenmaal is geproduceerd, moet ze ergens heen - of verloren gaan.

Dat is waar batterijen binnenkomen.

In Californië, de voorhoede van de adoptie van hernieuwbare energie, maakt batterijvermogen nu 6% uit van de maximale elektriciteitscapaciteit van de staat tijdens piekuren, volgens Bloomberg. Hoewel dat cijfer misschien klein lijkt, is het 60 keer groter dan het slechts vijf jaar geleden was - en batterijen overtreffen de productie van wind- of kernenergie in de staat. Deze dynamiek staat op het punt zich elders te herhalen. Texas heeft bijvoorbeeld al ongeveer 2,300 megawatt van batterijen die vandaag in het net zijn geïnstalleerd. En de recente passage van de Inflation Reduction Act zal naar verwachting de toevoeging van een naar schatting 2,300 grootschalige batterijfabrieken aan het Amerikaanse net tegen 2030.

Internationaal is het verhaal ongeveer hetzelfde. Van Latijns-Amerika tot Europa tot Zuidoost-Azië en daarbuiten, neemt de vraag naar batterijprojecten op utiliteitsschaal toe, die tegenwoordig doorgaans vier tot zes uur elektriciteit leveren bij maximale stroomafname. De verwachting is dat de markt dit jaar en in 2023 opnieuw zal verdubbelen.

"We staan ​​aan de vooravond van wat er gaat gebeuren met batterijen." – Tom Cornell, Senior Vice President van Energy Storage Solutions, Mitsubishi Power Americas

Deze periode van intense groei in batterijen was grotendeels mogelijk dankzij elektrische voertuigen (EV's). "Nu elke grote autofabrikant ter wereld lithiumbatterijen ondersteunt, is het aanbod gestegen en zijn de kosten gedaald", zegt Tom Cornell, Senior Vice President of Energy Storage Solutions bij Mitsubishi Power Americas en voorzitter van Oriden, het bedrijf voor duurzame ontwikkeling van MitsubishiPower.

Van al het wereldwijde lithium dat momenteel wordt geproduceerd, gaat 90% naar elektrische voertuigen. De overige 10% gaat naar dergelijke opslagtoepassingen Mitsubishi Power is ingezet in Californië, Texas en New York, en zal binnenkort worden ingezet in Chili en Ierland. In 2030 verwachten sommige analisten echter dat die verhouding meer als 50/50. "We staan ​​aan de vooravond van wat er gaat gebeuren met batterijen", zegt Cornell.

De groei van een symbiotische relatie

Met autogiganten Volkswagen, Ford en BMW die voorspellen dat EV's het goed zullen maken 50% of meer van hun wereldwijde verkoop tegen 2030, zal de behoefte aan laadinfrastructuur waarschijnlijk snel groeien. Dat geldt ook voor de behoefte aan opslagoplossingen op rasterschaal, die de levensduur van EV-batterijen kunnen verlengen. Zodra ze slechts 80% van hun maximale lading kunnen bereiken, kunnen ze geen auto's meer aandrijven. Maar ze zijn nog steeds elders nuttig: die gebruikte EV-batterijen kunnen nog 10 jaar stroom opslaan en naar het net sturen, waardoor een gezonde toevoer van koolstofvrije stroom ontstaat.

Ondertussen heeft de groeiende markt voor batterijen op netschaal geleid tot verbeteringen in de lithium-ijzerfosfaat (LFP) -technologie. Omdat deze batterijen gebruik geen nikkel of kobalt, metalen die duur zijn en moeilijk op milieuvriendelijke manieren te verkrijgen zijn, fabrikanten als Tesla en Ford hebben interesse getoond in hen.

De autofabrikanten zijn ook nog niet klaar met innoveren. Solid-state batterijtechnologie is klaar voor een groeiperiode, gedeeltelijk gefinancierd door investeringen van Volkswagen, Ford en BMW. Gedreven door zorgen over de toegang tot belangrijke materialen en technologieën die van oudsher voornamelijk in China werden geproduceerd, hebben autofabrikanten en andere spelers de toeleveringsketen van batterijen ook uitgebreid naar de VS, Europa en andere regio's. Deze bewegingen stimuleren het aanbod verder en drijven de prijscurve naar beneden.

“We moeten onze energiebronnen koolstofarm maken. Batterijen zullen ongetwijfeld een groot deel van die vergelijking uitmaken.”

Batterijen zullen een sleutelrol spelen in het netwerk van de toekomst

Nu autofabrikanten en batterij-energieopslagsystemen op netwerkschaal een grotere gecombineerde markt uitbouwen, zullen de economie en prestaties van batterijen waarschijnlijk snel blijven verbeteren. Hun wijdverbreide acceptatie zou de manier waarop we stroom leveren op fundamentele manieren kunnen veranderen, aldus Cornell.

In Texas kunnen de batterij-energieopslagsystemen van Mitsubishi Power in minder dan een seconde reageren op spanningsdalingen - binnen 240 milliseconden om precies te zijn. Die snelle frequentierespons betekent dat de batterijen kunnen helpen het net te stabiliseren als de windopwekking plotseling daalt. Aan de andere kant van het grootboek bieden batterijen een manier om te profiteren van overtollige stroom die wordt opgewekt door zonne- en windinstallaties die momenteel niet worden gebruikt. En omdat batterijen bijna overal kunnen worden geïnstalleerd, onafhankelijk van een energiecentrale en de meeste infrastructuur, kunnen ze mogelijk de manier veranderen waarop we stroom overbrengen.

Om te beginnen geldt: hoe meer elektrische voertuigen we op de weg zetten, hoe meer druk we op het elektriciteitsnet uitoefenen om ze op te laden. "Het bouwen van een infrastructuur voor snel opladen", zegt Cornell, "zal veel gemakkelijker worden afgehandeld door batterijbanken bij laadstations in te zetten dan door het elektriciteitsnet te upgraden om aan die vraag te voldoen."

Het komt erop neer dat we onze energiebronnen koolstofarm moeten maken. "We gaan snel om dat te doen", zegt Cornell. "Als we dat tempo van verandering aanhouden, betekent dit dat we de manier waarop we stroom leveren moeten veranderen - en batterijen zullen ongetwijfeld een groot deel van die vergelijking uitmaken."

Gerelateerde inhoud:

Grootschalige opslag van schone energie creëren met ondergrondse pekel [Video]

Hoe elektrobrandstoffen een nieuwe route naar Net Zero creëren

Deze bio-energiecentrale zet CO₂-uitstoot om in duurzaam visvoer [Infographic]