Lu magazzinu di l'energia Gateway a San Diego abbruciò pi setti jorna 'n fila ntô maggiu 2024. Moss Landing pigghiau focu dui voti -na vota ntô 2021, n'autra vota ntô jinnaru 2025, evacuannu 1.500 cristiani la sicunna vota. La Curea dû Sud chiudìu 522 sistemi ntra lu 2017 e lu 2019 doppu 28 ‘ncendi. Eppuru sulu ntô 2024, li Stati Uniti junceru 12,3 gigawatt di capacità di archiviazzioni di batterii, nu saltu dû 33% rispettu all'annu pricidenti, e li nvistitura fìciru 76,69 miliardi di dollari ntô mircatu glubbali.
La cuntraddizzioni non si perdi supra li chianificaturi di l'utilità o li cunsigghi cumunali ca rifiutunu li pruggetti ntê soi curtili. Ogni sistema di enirgìa di sarbamentu dâ batteria addivintau ô stissu tempu essenziali e cuntruversa, ludatu comu lu puntu di riferimentu dâ transizzioni a l'energìi rinnivàbbili mentri affruntava li moratori nta dicini di cumunità. Chista tinsioni rivela qualchi cosa ri funnamintali supra a nostra ‘nfrastruttura energètica: stàmu scummèttennu u nostru futuru niutrali ô carboniu supra 'na tecnuluggìa ca stàmu ancora ‘mparannu a cuntrullari.
La vera dumanna nun è si l'archiviazzioni dâ battirìa è mpurtanti. È si capemu chiḍḍu ca stamu arrisurbennu -e quali novi prubblemi stamu criannu nnô prucessu.
Lu prubblema dâ fraggilità ammucciata dâ griglia
Li muderni riti elèttrichi òpranu ‘n basi a nu principiu ca pari quasi assurdu: l'offerta havi a currispùnniri â dumànna ogni sicunnu. Nun apprussimativamenti. Nun è mediatu supra li minuti. Ogni micrusicunnu, l’elittruna ca scurrinu nnâ griglia hannu a èssiri uguali a chiḍḍi ca nesciunu, o tuttu lu sistema accumincia a distabbilizzarisi. La friquenza fluttua. Picchi o caduti di tinzioni. L'attrizzatura si danneggia. Ntê casi estremi, la griglia cullassa nta blackout riggiunali.
Pi nu sèculu, chistu attu di bilanciu si basava supra li chianti di carburanti fossili ca putìanu aumintari la pruduzzioni supra e sutta ô cumannu. Li chianti a gas naturali putissiru abbruciari ‘n pochi minuti. Li chianti dû carboniu putìanu arriddùciri quannu la dumanna calava. Lu sistema non era eliganti, ma funziunava.
Allura li rinnovabbili canciaru tuttu. Li pannelli sulari gèniranu la putenza massima a mezzujornu-pricisamenti quannu la dumanna di l'aria cunnizzionata aumenta nta l'istati ma non pi forza quannu è nicissariu lu riscaldamentu nta l'invernu. Li parchi eòlichi ponnu prudùciri a piena capacità ê 3 dâ matina quannu la dumanna arriva ô funnu dâ roccia. L'Agenzia ntirnazziunali pi l'energìa stima ca senza l'immagazzinamentu di l'energìa, li rinnovabbili ca arrivanu ô 40% dâ capacità dâ riti avissiru bisognu di mantèniri quasi lu 100% di capacità di carburanti fossili di riserva pi gestiri l'intermittenza.
Li sistemi di sarbamentu di l'enirgìa dî batterii arrisòlvunu chista disabbinazzioni timpurali dicoppiannu quannu l'enirgìa veni prudutta di quannu veni cunzumata. Caricanu quannu la ginirazziuni supira la dumanna e scaricanu quannu la dumanna supira la ginirazziuni, facennu chiḍḍu ca li ncigneri chiàmanu "arbitraggiu timpurali". Ma chistu cuncettu sèmplici maschera na sfida ncignirìstica straordinariamenti cumplicata.
L'upiraturi di sistema nnipinnenti dâ California gestisci una dî grigli cchiù avanzati dû munnu. Lu 30 aprili 2024, affruntaru nu prubblema: nu guastu 'mprivistu nnô sistema di enirgìa di sarbamentu dâ batteria ca era 'n pruva attivau sistemi di prutizzioni ntra 498 megawatt di risursi basati ncapu a nvirtitura-. Li sistemi dî batterii, li fatturìi sulari e li turbini eòlichi si scipparu tutti offline simultaniamenti-nu guastu ‘n cascata ca rivilò comu addivintaru li risursi dâ riti muderni ‘ntircunnissi. Scarsi pràtichi di cummissioni, guida inadatta -attraversu test di rinnimentu e rìsichi di affidabbilità sistemica ntê risursi basati ncapu l'invirtituri-criaru vulnerabilità ca nun esistìanu nta l'era dû carburanti fossili.
Nun è nu fallimentu dâ tecnuluggìa dâ batteria stissa. È nu prucessu di maturazzioni. Ogni principali tecnologgìa di l'infrastruttura-dê ferruvìi ê riti di telecumunicazzioni-attravirsò duluri di crìscita sìmili. Ciò ca renni la sarbatura dâ battirìa diversa è la vilucità cu cui si scala e li scummissi coinvolti.
L'ecunumìa canciau cchiù rapidamenti di quantu s'aspittava
Cincu anni fa, li scèttici dìssiru ca la cunsirvazzioni dî batterii nun fussi mai cumpetitiva chî chianti di gas naturali. Chiḍḍi argumenti s’hannu ‘nvicchiatu picca. Li costi dî battirìi a ioni di litiu calaru di cchiù assai di $1.200 a chiluwatt{6}}ura ntô 2010 a circa $139 a chiluwatt{9}}ura ntô 2023. Li sistemi di sarbamentu dî battirìi a scala cumpititiva di utilità ora ponnu dari dui{1}ur cu-o cchiù vasciu di-edificiu novi picchi di gas, supratuttu quannu si cunzìdiranu li costi dû carburanti, li rigulamenti supra l’emissioni e la manutinzioni.
Li nùmmari cuntanu na storia forti. Lu mircatu glubbali di sarbamentu di l’enirgìa dî batterii arrivau a 20,36 miliardi di dollari ntô 2024 e si pensa ca arriva a 114,05 miliardi di dollari ntô 2032, criscennu di circa lu 20% l’annu. Li Stati Uniti suli 'nstallaru 37.143 megawatt{9}}uri di magazzinu ntô 2024. Lu Texas e la California rapprisintaru lu 61% di chiḍḍa capacità, ma àutri 13 stati junceru 'nstallazzioni mpurtanti-prova ca l'archiviazzioni non è cchiù nu spirimentu d'élite custiera.
Ma li statistichi aggrigati màscaranu lu canciamentu riali: ogni sistema di enirgìa di archiviazzioni dâ batteria si spustò di n’applicazzioni di nìcchia a n’infrastruttura essenziali. L'upiratura dâ riti ca na vota vidìanu l'archiviazzioni comu facultativa ora lu cunzìdiranu obbligatoriu pâ stabbilità dâ riti mentri aumenta la pinètrazzioni rinnovabbili. L'ecunumìa travagghia supra tri liveddi:
Arbitraggiu energèticurapprisenta a proposizzioni ri valuri cchiù sèmplici. Sarba l'elittricità quannu li prezzi all'ingrossu sunu vasci (spissu duranti l'auta produzzioni sulari o eolica), scarica quannu li prezzi aumentunu (di sòlitu duranti li picchi sirali). Ntê mircati cu n'àuta volatilità dî prezzi comu ERCOT, l'upiratùra di archiviazzioni ponnu acquisiri margini mpurtanti. Tuttavia, man manu ca arrivanu cchiù spazziu ri archiviazzioni ‘n linea, li opportunità ri arbitraggiu cumprìminu n’effettu clàsicu ri saturazzioni dû mircatu ca custrinci li upiratùra a diversificari li flussi ri entrate.
Sirvizzi ausiliarioffri nu redditu cchiù custanti e prividìbbili. Li batteri su' boni pi rigulari la friquenza, arrispunnennu 'n millisicunni ê squilibbri dâ griglia ca li chianti fussili pigghianu minuti p'affruntari. Offri riservi di spinning, supportu a vurtaggiu e sirvizzi di rampa. L'obbiettivi di acquisizzioni obbligatori dâ California -2 gigawatt pi na durata di archiviazzioni longa-crìunu na cirtizza normativa ca renni li pruggetti bancari. Lu crèditu fiscali dû 30% dâ Liggi pâ riduzzioni dâ ‘nflazzioni pì sistemi ri archiviazzioni autònumi inclina ultiriurmenti l'ecunumìa.
Costi di capacità evitatiimporta cchiù assài pê utilità. Nu sistema di enirgìa di sarbamentu dâ batteria po rinviari o eliminari lu bisognu di aggiornamenti di trasmissiuni, spanzioni di suttastationi o capacità di nova ginirazzioni. Quannu lu Sirvizziu Pùbblicu di l'Arizona prupunìu di custruiri nu spazziu pi l'archiviazzioni dê batterii 'mmeci di nu novu chianu di gas, l'opzzioni di sarbamentu sarbau ê cuntribbuenti circa 150 miliuni di dollari ntê costi di nfrastrutturi evitati. Murtiplicari chisti risparmi ntra cintinara di utilità e l'archiviazzioni dâ battirìa addiventa nun sulu valida ma finanziariamenti urgenti.
Eppuru l'equazziuni dâ profittabbilità cunteni variàbbili ammucciati. Lu digradu dâ battirìa arridduci la capacità di l'1-2% l'annu, accurzannu la durata utili. Li sistemi di gistioni tèrmica cunzùmanu enirgìa, arriducennu l'efficienza dû giru dô 90% tiòricu a l'intervalli pràtici di l'85-87%. Assai crìticamenti, li entrati dipennunu dâ struttura dû mircatu: arcuni riti cunsentunu â li batterii ri ‘mpilari cchiù flussi ri entrati (arbitraggiu energèticu e sirvìzzi ausiliari), mentri avutri limitanu a participazzioni.
Lu risultatu è ca l'ecunumìa dâ cunservazzioni dî batteri cancia assái ‘n basi â posizzioni. Li pruggetti ntâ California, ntô Texas e ntâ Nova Nglaterra ponu ottèniri rinnimenti attrattivi. Li pruggetti ntê riggiuni cu cchiù picca volatilità dê prezzi o règuli di mircatu ristrittivi sunu 'n difficultà. Sta disparità giugràfica schica picchì a distribbuzzioni dâ batteria si raggruppa assái ‘n na para ri stati anzicchì diffùnnirisi ‘n manera uniformi.
Lu paradossu dâ sicurizza: cchiù sicuru di mai, ancora troppu piriculusu
Ogni cunversazzioni ncapu la cunservazzioni dâ battirìa â fini arriva ntô stissu postu: lu rìsicu di focu. A prioccupazzioni è liggìttima. Lu litiu-ioni tèrmichi sfuggiti-na riazzioni chìmica a cascata ca gènira caluri ntinsi e gas putinziarmenti vilinusi-po èssiri straurdinariamenti diffìcili di stizzari. Quannu 15.000 battirìi di nichel di manganisu pigghiaru focu ntô Gateway Energy Storage, li vigili dû focu cuntrullaru l'incendi pi setti jorna. L'incendiu di Moss Landing dô jinnaru 2025 furzau n'evacuazzioni di 24 uri e rilasciau fumu tossicu ntê quarteri risidinziali.
Eccu lu paradossu: ogni sistema di enirgìa di sarbamentu dâ battirìa addivintau assái cchiù sicuru puru si l'incidenti di prufilu àutu - cuntinuanu a fari li tituli. Lu tassu di guastu pi gigawatt-ura distribbuitu è calatu assai dû 2020, sicunnu li dati di l'EPA. Lu mutivu è chiaru-li sistemi cchiù vecchi nun avìanu protocolli di sicurizza muderni. Moss Landing fu custruiutu prima dê standard NFPA 855 e li riquisiti di prova UL 9540A addivintaru diffusi. Gateway usava na chimica cchiù vecchia di nichel -manganisu-cubbartu canusciuta pi èssiri cchiù termicamenti nstàbbili dû fusfatu di ferru di litiu (LFP), ca ora dumina li novi stallazzioni.
Li muderni sistemi di sarbamentu di l'enirgìa dî batterii nchiùjinu cchiù liveḍḍi di sicurizza:
Li provi di prupagazzioni termica a liveḍḍu di cellula - garantisciunu ca si na cellula fallisci, lu focu nun si diffunni ê celluli vicini. Li sistemi di gistioni dî battirìi cuntrullanu migghiara di paràmitri ô sicunnu-tinzioni, currenti, timpiratura, statu di càrrica-e ponnu isulari moduli cumprumissi prima di guasti ‘n cascata. Li migghiuramenti dô pruggettu fìsicu cumprennunu na distanza aumintata ntra li rack, recinzzioni resistenti ô focu e sistemi di vintilazzioni didicati. Quarchi struttura ora usa sistemi di nebbia di l'acqua, puru si la so efficacia nta l'incendi di joni di litiu a granni scala arresta discussa.
Eppuru li migghiuramenti tecnici non eliminàru la risistenza dû pùbblicu. Armenu 15 giurisdizzioni promulgaru moratori ncapu la cunsirvazzioni dî batteri ntô 2024-2025. L'opposizzioni cumunitaria di solitu si cuncentra supra lu rischiu d'incendiu, ma li prioccupazzioni suttustanti sunu cchiù prufunni: mancanza di cuntrollu lucali supra li dicisioni di situazzioni, furmazzioni inadatta dê rispunnenti d'emergenza e sfiducia dê sviluppaturi ca minimizzunu li rischi. La tinnenza dâ nnustria a cunfruntari li fochi dî batterii cu l’esplosioni dî chianti di gas o li disastri dâ ciniri dû carboniu nun ajuta: pari na diffirenza anzicchì na responsabbilità.
Lu divariu ntra la rialtà ncignirìstica e la pircizziuni dû pùbbricu è mpurtanti picchì rallinta la distribbuzziuni. Nu pruggettu ritardatu di l'opposizzioni lucali significa na riduzzioni di l'emissioni ritardata, nu miglioramentu ritardatu di l'affidabbilità dâ riti e nu risparmiu di costi ritardatu. Pi colmari chistu divariu è nicissària trasparenza supra li rìsichi residuali, ‘nvestimentu nnâ formazzioni dî primi interventi e n’applicazzioni cchiù stritta dî standard ri sicurizza anzicchì rassicuranzi generali ca a tecnuluggìa è pirfettamenti sicura.
La matimàtica mpussìbbili di l'enirgìi rinnivàbbili senza archiviazzioni
Lu suli e lu ventu cumminati giniràru circa lu 14% di l'elittricità glubbali ntô 2023. Li scinari ca limitanu lu scaudamentu a 1,5 gradi abbisognunu ca chista cifra arriva ô 60{5}}70% ntô 2050. La sfida non è chiḍḍa di stallari cchiù pannelli sulari giniràbbili e li turbini eòlichi ca custanu cchiù assai allargannusi rapidamenti. La sfida è chiḍḍu ca succedi quannu lu suli tramonta e lu ventu non suffia cchiù.
La curba di l'ànatra dâ California ammustra pirfittamenti lu prubblema. Duranti lu menzujornu, la ginirazzioni sulari allaga la riti, quarchi vota supirannu la dumanna totali. Li prezzi di l'elittricità all'ingrossu certi voti vannu nigativi-li utilità pàgghiunu autri stati pi pigghiari l'energìa eccessiva. Poi ô tramontu, la pruduzzioni sulari cullassa propriu mentri la dumanna risidinziali aumenta. Ntô spazziu di tri uri, l'upiratura dâ riti hannu a aumintari 10-15 gigawatt di ginirazzioni dispatchìbbili pi culmari lu divariu. Senza na capacità di archiviazzioni massiccia, chistu divariu veni culmatu dê chianti di gas naturali, minannu l'obbiettivi di riduzzioni di l'emissioni.
Lu Task Force pi l'aria pulita calculau ca pi arrivari a l'80% dê rinnovabbili ntâ California ci vulissiru 9,6 miliuni di megawatt uri di 'mmagazzinamentu d'energìa pi gestiri la variabbilità staggiunali. La capacità stallata attuali è na frazzioni di chiḍḍa cifra. La matimàtica peggiura cu na pinètrazzioni rinnivàbbili cchiù auta. Spustarisi di l'80% ô 100% dî rinnovabbili nun abbisogna dû 25% cchiù assai spazziu di sarbamentu-putissi bisognu dû 200-300% cchiù assai, picchì livari l'ùrtimi chianti a carburanti fossili voli diri sarbari bastanti enirgìa pi cummigghiari l'eventi atmusfèrici di cchiù jorna quannu la produzzioni sulari e dû ventu cadunu sia.
La sarbatura dâ battirìa cancia st'equazziuni di mpussìbbili a sulu diffìcili. Li batterii a ioni di litiu ca duranu quattru uri ponnu allisciari la variabbilità ntra lu jornu, acquistennu lu sulari di menzujornu pi scaricari duranti li vetti sirali. Nun ponnu manijari l'archiviazzioni staggiunali-carica nta l'istati pi scaricari nta l'invernu-ma nun ci serbi. N’approcciu dû portafogghiu ca cummina l’archiviazzioni dî batterii cu autri tecnuluggìi (idrògginu pumpatu, aria cumpressa, macari idrògginu â fini) po affruntari scali di tempu diversi.
Lu valuri cchiù ‘mmidiatu pirmetti oggi 'na cchiù auta pinètrazzioni ri rinnovabbili. Li studi mustranu ca l'archiviazzioni dâ battirìa po custarisi -suppurtari efficacimenti nzinu ô 40-50% di pinnitrazzioni rinnivàbbili. Oltri a ḍḍu lìmiti, addivèntanu nicissari tecnuluggìi di sarbamentu a durata cchiù longa o ginirazzioni di carboniu a vasciu - (nucliari, giutèrmica, putinziarmenti fusiuni). Ma passari dû ~30% di l’elittricità rinnivàbbili ô 50% rapprisenta nu prugressu storicu, e l’archiviazzioni dî batterii è la tecnuluggìa disponìbbili ‘n scala ‘n chistu mumentu pi fari chistu saltu.
Lu collu di buttiglia ammucciatu: catini di fornitura minirali
Tutti parranu dâ capacità dâ battirìa. Picca genti parranu di unni vennu li matiriali dâ batteria. Lu litiu, lu cubbartu, lu nichel, lu manganisu e la grafiti non sunu rari 'n termini giulòggici, ma sunu cuncintrati ntâ riggiuni spicìfici cu na giupulìtica cumplessa. La Cina cuntrolla circa l’80% dâ capacità di prucissamentu dû litiu, puru si estrai sulu circa lu 13% dû litiu grezzu. La Ripùbblica Dimucràtica dû Congu pruduci lu 70% dû cubbartu dû munnu, gran parti di chistu veni di minieri cu prioccupazzioni ducumintati pî diritti umani. L'estrazzioni di nichel nta l’Indonesia e ntê Filippini cumporta granni disturbi ambientali.
Li Stati Uniti nun estrannu quasi nuḍḍu dî minirali crìtici nicissari pâ pruduzzioni di batteri-circa lu 3% dû litiu glubbali, cchiù picca di l'1% dû cubbartu. Manu manu ca la dumanna di batterii crisci assài, li prezzi di sti minirali addivintaru vulatili. Li prezzi dû carbunatu di litiu aumintaru dû 500% ntra lu 2020 e lu 2022 prima di sdirrubbari dû 75% ntô 2023-2024 mentri la pruduzzioni s'allargò. Sta vulatilità dî prezzi cria sfidi di finanziamentu pî pruggetti di batterii, picchì li sviluppatura nun ponnu prividiri li costi dâ batteria 18-24 misi quannu acquistanu l’attrizzatura.
U prubblema dâ catina ri appruvviggionamentu va oltri li matiriali primi. La pruduzzioni di batterii abbisogna di strutturi spicializzati cu nu cuntrollu di qualità estremu. Li difetti ca si ponnu suppurtari nnâ l’elittronica di cunzumu addivèntanu catastròfici nnî applicazzioni a scala di griglia. L’indaggini dâ Curea dû Sud ncapu l’incendi dî batterii attruvau difetti di produzzioni nta quarchi unità, puru si li pruduttura dî batterii cuntistaru li risultati. Lu puntu nun è assignari la culpa ma arricanusciri ca scalari la pruduzzioni di batterii di 10-20 voti nta nu dicenniu invita sfidi di cuntrollu dâ qualità.
Diversi stratiggìi putissiru alliviari a prissioni dâ catina ri appruvviggionamentu:
Divirsificazzioni chìmicariduci la dipinnenza di minirali spicìfici. Li batterii a ferru fusfatu di litiu (LFP) eliminanu lu cubbartu e lu nichel, usannu mmeci ferru e fusfatu abbunnanti. LFP cummanna già li novi stallazzioni ntâ Cina e sta acquistennu quoti di mircatu 'n tuttu lu munnu. Li batterii a ioni di sòdiu putissiru â fini scanciari lu litiu pi sarbari stazziunarmenti, usannu lu sòdiu dirivatu di l'acqua dû mari. Tuttavia, chisti alternativi hannu na dinsità energètica cchiù vascia, e richièdunu impronti cchiù granni -nu compromissu ca funziona pi l'archiviazzioni dâ riti ma non pi veiculi elèttrici.
Riciclaggioputissi furniri lu 10-20% dâ dumanna di matiriali pâ batteria nzinu ô 2040 si scalatu ‘n manera efficaci. Lu riciclagghiu attuali dî joni di litiu ricupira cchiù picca dû 5% dî batterii 'n tuttu lu munnu, ma li tecnuluggìi stannu migghiurannu. Azzienni comu Redwood Materials stannu custruennu strutturi di riciclaggio 'n scala nnustriali ca ponnu estrarri e purificari li matiriali dî batterii pi èssiri riutilizzati. L'ecunumìa migghiura mentri li volumi dî batteri aumentanu e li prezzi dî matiriali virgini.
Secunna-applicazzioni di vitaallargari l'utilità dâ battirìa prima dû riciclu. Li batterii dî màchini elèttrici di sòlitu mantèninu lu 70{2}}80% di capacità quannu vennu ritirati dî màchini-nun bastanti pi èssiri usati ntê màchini ma adatti pi èssiri sarbati stazziunari. La struttura dâ battirìa a sicunna vita di 63 megawatt-uri di Redwood Energy dimustra lu cuncettu 'n scala. Com’è-è, pruvari li batterii usati pâ sicurizza e valutari accuratamenti la durata ristanti arrestanu sfidi tècnichi.
Pruduzzioni nternadi minirali crìtici putissiru ridùciri li rìsichi dâ catina di appruvviggionamentu ma affruntanu sfidi ambientali. L'apirtura di novi minieri di litiu ntô Nevada, l'Arkansas o la Carolina dû Nord ci volunu anni e affruntaru l'opposizzioni lucali pi l'usu di l'acqua e la distruzzioni dâ terra. La tinsioni ntra l'obbiettivi di distribbuzzioni rapida e li riquisiti di prutizzioni ambientali non fu risolta.
La rialtà scòmoda è ca la dicarbonizzazzioni dâ griglia richiedi n'estrazzioni e na prucidura minirali enormi. Li sustinitura dî batterii ca cunzìdiranu l’archiviazzioni comu na tecnuluggìa puramenti ambientali hannu a affrontari lu fattu ca la catina di furnitura cumprenni l’estrazzioni, la prucidura e la produzzioni cu mpronti mpurtanti di carboniu e ambientali. La dumanna nun è si li batterii ànnu costi ambientali -li ànnu-ma si chisti costi su' cchiù nichi di cuntinuari a abbruciari carburanti fossili. A risposta è quasi sicuramenti sì, ma u cunfrontu nun è accussì unilaterali comu suggirìsciunu a li vòti li gruppi ri sustegnu.
Chi significanu 'n rialtà quattru uri di archiviazzioni
Li riporti dû mircatu prumòvunu la capacità di sarbamentu dâ battirìa ‘n megawatt{0}}uri, ma chista cifra ammuccia na limitazzioni crìtica: la durata. La majurìa di l’installazzioni di batterii ‘n scala griglia-dùnanu 2-4 uri di scarica a putenza nominali. Nu sistema di 100 megawatt/400 megawatt-uri pò dari 100 megawatt pi quattru uri, o 50 megawatt pi ottu uri, prima di svuotari.
Chista limitazzioni di durata è mpurtanti picchì li bisogni dâ griglia spannunu scali timpurali assái diversi:
Sicunni a minuti: Rigulazzioni dâ friquenza, rispunnennu ê fluttuazzioni di micrusicunni pi mantèniri la griglia stàbbili. Li batterii sunu boni pi chistu, rispùnnunu cchiù velocimenti di qualegghiè chianta a carburanti fossili.
Minuti a uri: Ramping pi copriri li picchi dâ dumànna sirali o l'avviamentu dû matina. Li batterii di quattru-uri ponnu manijari chistu bonu, pi chissu oggi su' cummircialmenti validi.
Uri a jorna: Copri pirìudi longhi di vascia ginirazzioni rinnivàbbili, comu nu sistema di timpesti multi-jorna. Li batterii di quattru-uri nun su' adatti. Avìssiru bisognu di 50-100+ megawatt-uri pi megawatt di capacità-ecunòmicamenti pruibbitiva cu li custi attuali dû litiu-ioni.
Jorni a staggiuni: Sarbari l'enirgìa sulari estiva pû riscaldamentu nvirnali, o l'enirgìa eòlica di l'autunnu pâ dumanna dâ primavìera. Tecnicamenti mpussìbbili cu li batteri a nu costu prividibbili.
Lu puntu duci dâ durata di quattru-uri rifletti l'ottimizzazzioni ecunòmica. Radduppiari la capacità di archiviazzioni di du' uri a quattru uri aumenta lu costu dû sistema di circa lu 40-60%, picchì li cèlluli dâ battirìa dùminanu li costi. Radduppiari n'autra vota a ottu uri junci n'autru 40-60%. A nu certu puntu, li tecnuluggìi alternativi (idro pumpatu, aria cumpressa, potenzialmenti idrògginu) addivèntanu cchiù efficaci.
Chista limitazzioni furma la stratiggìa di distribbuzzioni. Li batterii scancianu li chianti di gas naturali ca funzionanu pi quarchi cintinara d'uri l'annu duranti li picchi di dumanna. Non ponnu ancora sostituiri la ginirazzioni di caricu di basi o maniari li siccità rinnivàbbili prulungati. Li utilità ca custruisciunu riti rinnovabbili ô 100% hannu a:
Suvracustruiri massivamenti li capacità rinnivàbbili, accittannu ca la ginirazzioni eccessiva duranti cunnizzioni favurevuli vèni ridutta
Distribbuiri ticnoluggìi di archiviazzioni a longa durata-ancora 'n sviluppu
Mantèniri na certa capacità di ginirazzioni ferma (nucliari, giutèrmicu, biugassu)
Accittari ca raggiungiri l'urtimu 10-20% dâ dicarbunizzazzioni sarà espuninzialmenti cchiù caru dû primu 80%
Li ricerchi ncapu li batterii cchiù longhi-cuntinuanu. Li batterii di ferru -d'aria prumèttinu na scarica 100+ uri a costi cumpititivi cu chiḍḍi dû litiu-ioni, ma arrestanu pri-cummerciali. Li batterii a flussu ponnu scalari la durata agghiuncennu cchiù serbatoi di elittroliti, ma li limitazzioni dâ dinsità enirgètica abbisognanu di mpronti granni. L'immagazzinamentu tèrmicu (matiriali di riscaldamentu o di rifriddamentu pi sarbari l'energìa) funziona pi certi applicazzioni ma non è adattu pi l'immagazzinamentu ginirali di l'elittricità.
La valutazzioni onesta è ca l'archiviazzioni dâ battirìa arrisolvi la ntigrazzioni rinnivàbbili nzinu a forsi lu 60-70% dâ pinnitrazzioni dâ riti. Oltri a chistu, ci serbinu tecnuluggìi diversi, o accittamu costi cchiù auti pâ dicarbonizzazzioni ristanti.
L'evoluzzioni dû modellu ri affari: dô patrimoniu ô sirvizziu
Li primi pruggetti di sarbamentu dî batteri siguìru nu mudeḍḍu sìmplici: custruiri na struttura granni, firmari nu cuntrattu di capacità cu n'utilità e guadagnari entrati custanti. Chistu modellu s’evolvi rapidamenti man manu ca li mircati maturanu e li pressioni cuncurrenziali s’intinsificanu.
La prupietà di terzi-parti ora rapprisenta lu 48,2% di l'installazzioni 'n tuttu lu munnu, sicunnu li dati dô mircatu dô 2024. Chiuttostu ca li utilità prupietànu direttamenti li batterii, li pruduttura di energia nnipinnenti, li sviluppatura rinnivàbbili o li cumpagnìi di archiviazzioni spicializzati custruisciunu e gèstinu sistemi, vinnennu sirvizzi a li utilità e a l'upiratura dâ riti. Chistu canciu rifletti chiḍḍu ca succidìu nnâ prupietà sulari e dû ventu frammintatu mentri a classi ri attività maturò e u finanziamentu addivintò disponìbbili.
U modellu ri redditu addivintò cchiù sofisticatu. ‘mmeci ri guadagnari cû nu sìngulu sirvìzziu, li upiratùra ora "accumulanu" cchiù flussi ri entrate:
Arbitraggiu energèticu (accattari a vasciu, vìnniri autu)
Sirvizzi di rigulazzioni dâ friquenza
Riservi di spinning e capacità di backup
Sullivamentu dâ cungiustioni dâ trasmissioni
Pagamenti di capacità pi èssiri dispunìbbili
Capacità di avviamentu nivuru (aiutannu a riavviari la griglia doppu granni interruzzioni)
L’upiratura avanzati ùsanu alguritmi di ‘mparari dî màchini pi ottimizzari li spidizzioni secunnu-pi-secunnu, equilibbrannu l’obbiettivi cuncurrenti ntra cchiù mircati. Tuttavia, chista cumplessità cria barrieri a l'ingressu. Li nichi utilità o li cumuni hanu difficultà a navigari ntê mircati di l'elittricità all'ingrossu, dannu vantaggi a granni e sufisticati operaturi cu cumpetenza cummerciali.
Arrìeri-li -distribbuzzioni dû cuntaturi-li batterii nstallati nnî strutturi cummirciali, nnustriali o risidinziali mmeci ca nnâ riti di l'utilità -rapprisèntanu lu sigmentu ca crisci cchiù rapidamenti. Sti sistemi furnisciunu:
Riduzzioni dâ càrrica dâ dumànna: Li tassi di l'elittricità cummirciali spissu cumprennunu li tariffi dâ dumanna basati supra lu cunsumu màssimu. Na battirìa po rasari chiḍḍi vetti, arridducennu li fatturi minzili dû 20-40% pi quarchi clienti.
Putenza di backup: Li strutturi crìtichi (centri di dati, spitali, produzzioni) ponu mantèniri l'upirazzioni duranti l'interruzioni dâ riti. Chista applicazzioni purtau a l'adozzioni risidinziali ntê riggiuni cu grigli inaffidabbili o tempi estremi friquenti.
Autu-cunzumu sulari: Li pruprietari di casi cu energia sulari supra lu tettu ponu sarbari la ginirazzioni eccessiva di jornu pi l'usu sirali, arriducennu la dipinnenza dâ riti. La capacità di sarbamentu dî batterii risidinziali criscìu dû 57% ntô 2024, cu cchiù assai di 1.250 megawatt stallati sulu ntê Stati Uniti.
La natura distribbuita di l'archiviazzioni arrè-lu-metru cria binifici a liveḍḍu di sistema-. Miliuna di battirìi nichi ponnu arricùogghiri pi furniri sirvizzi di riti attraversu chianti virtuali, mannati nzèmmula pi cumpurtàrisi comu na granni struttura cintrali. Tuttavia, pì coordinari chisti risursi richièdunu piattaformi software sufisticati e quatri normativi ca cunsentunu pulìtichi ri aggriggazzioni-ca tanti jurisdizzioni foru lenti ‘n implementari.
S’evulveru macari li miccanìsimi ri finanziamentu. Li batterii risidinziali sèguinu sempri cchiù assai lu mudeḍḍu di leasing sulari, cu li clienti ca pàgghianu li tassi minzili chiuttostu ca accattari sistemi direttamenti. Li strutturi di prupietà di terzi -parti cunsentunu a l'investituri di l'equità fiscali di monetizzari li crèditi fiscali fidirali 'n manera cchiù efficienti rispettu ê singuli pruprietari di casi. Stannu emergennu mudelli di sirvizzi Batteria-comu-a-unni li clienti pàgghianu l'alimentazzioni di backup o li sirvizzi di riduzzioni dâ fattura senza pussidiri l'attrizzatura.
A cumplessità dû modellu ri affari aumintarà sulu câ maturazzioni dî mircati. Li upiratùra ri successu hannu bisognu ri cumpetenze nnô trading energèticu, l’ottimizzazzioni dî risursi, a conformità normativa e u sirvizziu ô clienti.
‘ntigrazzioni dâ griglia: a sfida trascurata
Custruiri strutturi pâ batteria è la parti cchiù fàcili. Culligàrili â griglia accussì ca effettivamenti migghiuranu l'affidabbilità è unni li pruggetti spissu s'inciògghiunu. L'indaggini dû Cunsigghiu di Cuurdinazzioni di l'Elittricità Uccidintali ncapu li guasti dî batterii dû 2022 idintificau "scassi pràtichi di missa 'n funzioni" comu nu cuntribbuturi mpurtanti a rinnimenti naffidàbbili. Li sistemi nun foru tistati adeguatamenti prima di èssiri pubbricati. Li paràmitri di prutizzioni non erunu cuurdinati currettamenti cu l'upirazzioni dâ griglia. Lu risultatu foru li batterii ca si scipparu offline duranti li cunnizzioni esatti ca avìanu a manijari.
A sfida dâ ‘ntigrazzioni havi cchiù diminsioni:
Prestazzioni dû nvirtituri: Li batterii prudùcinu currenti diretta (DC), ma la griglia funziona cu currenti altirnata (CA). Li nvirtura cummèrtinu ntra li dui, ma ntròducinu li so cumplicazzioni. Duranti li disturbi dâ riti, li nvirtura ànnu a "attravirsari" li diviazzioni di vurtaggiu e friquenza senza disconnèttirisi. Li primi risursi basati ncapu l'invirtituri - (sulari, ventu, batterii) certi voti avìanu mpistazzioni prutittivi eccessivamenti sinsìbbili, facennuli spustarisi offline duranti eventi cchiù nichi dâ griglia. L'agghiurnamentu dî paràmitri dû nvirturi e lu migghiuramentu dî capacità di guida-attraversu abbisogna di cuurdinari l'upiratura dî batterii, li pruduttura di l'invirturi e l'upiratura dâ riti-nu prucessu ca arresta ncuirenti ntra li pruggetti.
Ritardi dâ fila di ntircunnissioni: L'arritardu di pruggetti rinnovabbili e di archiviazzioni ca cercunu na cunnissioni â riti è scuppiatu. Quarchi pruggettu aspetta 3-5 anni pi studi e appruvazzioni di ntircunnissioni. Lu prucessu cumporta l'analisi di comu ogni pruggettu nfluenza li flussi di putenza, la stabbilità dû vurtaggiu e li cunnizzioni di guasti ntâ riti. Manu manu ca cchiù pruggetti si culleganu, chisti studi addivèntunu cchiù cumplessi. A rifurmazzioni dî prucessi ri ‘ntircunnissioni è probbabbilmenti 'mpurtanti quantu a tecnuluggìa stissa pì accilirari a distribbuzzioni.
Cuntrollu e cumunicazzioni: L'upiratura dâ riti ànnu bisognu di na visibilitati 'n tempu riali - nnô statu di càrrica dâ battirìa, nnâ capacità dispunìbbili e nnô statu di spidizzioni. Chistu richiedi protocolli di cumunicazzioni standardizzati e misuri di cibersicurizza pi evitari ca l'atturi maliziusi accèdunu ê sistemi di cuntrollu dâ riti. La nnustria fici prugressi, ma li vulnerabilità arrestunu. Nu rapportu dû Dipartimentu dâ Enirgìa dû 2023 idintificau la cibersicurizza comu nu rìsicu suttavalutatu pê risursi energètichi distribbuiti, cumprisi li batterii.
Règuli pâ participazzioni ô mircatu: L'upiratura dâ riti hannu a agghiurnari li règuli dû mircatu pi cunsintìri ê batterii di furniri sirvizzi ca sunnu tecnicamenti capaci di furniri. Quarchi mircatu limita ancora ê batteri di dari enirgìa e sirvizzi ausiliari ô stissu tempu, puru si li batteri ponnu fari tutti dui. Avutri mircati nun cumpensanu li risursi ca rispùnnunu vilocimenti pì li vantaggi ri vilucità ca offri. A riforma normativa arritarda li capacità tecnulòggichi.
La sfida di ntigrazzioni cria na situazzioni streusa: avemu la tecnuluggìa pi custrujiri na batteria 'n scala gigawatt, ma stamu ancora capennu comu l'incorpurari nta l'archititturi di griglia vecchi di sèculi pruggittati ntunnu a giniratura di carburanti fossili cintralizzati. A transizzioni richiedi nun sulu a custruzzioni ri batterii, ma ripinzari funnamentalmenti a comu funzionanu li grigli.
Lu cuntu dû riciclaggio
Ogni battirìa stallata oggi â fini havi bisognu di èssiri smaltita o riciclata. Visti li tassi di distribbuzzioni-12,3 gigawatt junciuti ntê Stati Uniti sulu ntô 2024, stiamu taliannu cintinara di migghiara di tunnillati di batteri usati ntra 10-15 anni. L'attuali nfrastrutturi di riciclaggio sunu terribbilmenti inadattivi.
Sulu circa lu 5% dî batterii a ioni di litiu 'n tuttu lu munnu vennu riciclati oji. La gran parti finisci ntê discarica, sprecannu matiriali prizziusi e criannu putinziali rischi ambientali. L'ecunumìa nun favurìu u riciclaggio -li prezzi dî matiriali virgini èranu abbastanza vasci ca u riciclaggio nun putìa cumpètiri. Tuttavia, man manu ca li volumi dî batterii aumentanu e li costi di l’estrazzioni, l’ecunumìa sta canciannu.
Lu riciclaggio efficaci dî batterii havi a affrontari diversi sfidi:
Luggìstica di raccolta: Li batterii su' pisanti, putinziarmenti piriculusi di traspurtari e sparsi nta tanti posti. A diffirenza dî fatturìi sulari cintralizzati, li sistemi di batterii risidinziali hanu bisognu di riti di luggìstica nversa pi arricogghiri e aggrigari li batterii usati. Lu costu e la cumplessità di chista riti arrestunu senza risolviri.
Prioccupazzioni di sicurizza: Li batterii usati ponnu ancora cuntèniri na càrrica sustanziali e ponnu èssiri danneggiati o digradati ‘n modi ca aumentanu lu rìsicu di ‘ncendiu. Li travagghiaturi ca manipulanu li batteri usati hannu bisognu di n’ampia furmazzioni e di n’attrizzatura di sicurizza. Diversi ‘ncendi ri strutturi ri riciclaggio dimustraru ca chisti rìsichi nun sunnu tiòrici.
Divirsitati ticnològgica: Diversi chimichi dî batterii ànnu bisognu di prucessi di riciclaggio diversi. Na struttura uttimizzata pî batterii a fusfatu di ferru di litiu nun po prucissari ‘n manera efficienti li batterii di nichel-manganisu-cubbartu e viciversa. Manu manu ca li prifirenze chimiche cancianu, l’infrastrutturi di riciclaggio custruiti pi nu tipu ponnu addivintari obsoleti.
Richiesti di purità: Li matiriali ricupirati hannu a suddisfari li standard di qualità pâ pruduzzioni di batterii. Li primi sforzi di riciclaggio pruduceru matiriali troppu cuntaminati pi èssiri riutilizzati nta novi batterii. Pi migghiurari la purità mantinennu li costi raggiunevuli richiedi na tecnuluggìa di prucissamentu sufisticata-ca si sta ancora sviluppannu.
Nustanti chisti sfidi, l'ecunumìa dû riciclaggio sta migghiurannu rapidamenti. Li prezzi dû litiu ca aumintaru ntô 2021 -2022 fìciru addivintari lu litiu riciclatu ecunòmicamenti attrattivi. Lu prezzu àutu dû cubbartu e li prioccupazzioni ètichi ncapu l'estrazzioni miniraria fannu lu riciclaggio attrattivi. Diversi azzienni stannu custruennu strutturi 'n granni scala capaci di prucissari migghiara di tunnillati di batterii l'annu, usannu prucessi idrumitallurgici o di riciclaggio direttu ca ricupiranu cchiù dû 95% dî matiriali.
A questioni pulìtica crìtica è si ‘mmandari u riciclaggio apprìma ca l’ecunumìa lu giustifica completamenti. Li regolamenti estesi pâ rispunsabbilità dû produtturi-ca abbisognunu ê produtturi di finanziari lu riciclaggio â fini dâ vita-putissiru accuminciari lu sviluppu di l'infrastrutturi. Tuttavia, agghiùnciri costi duranti la fasi di distribbuzzioni putissi rallintari l'adozzioni quannu la scalatura rapida è cchiù mpurtanti. Lu tempu dî mandati di riciclaggio richiedi l'equilìbbriu dâ sustinibbilità a longu tèrmini contra l'obbiettivi di distribbuzzioni a vicinu tèrmini.
Dumanni spissu fatti
Quantu duranu li sistemi di enirgìa di sarbamentu dî batterii prima di èssiri canciati?
Li sistemi di enirgìa di sarbamentu di battirìi a litiu a scala griglia-di sòlitu dùnanu 10-15 anni di sirvizziu prima ca lu digradu dâ capacità li renni nun ecunòmici pâ so applicazzioni principali. Com’è gghiè, la durata utili dipenni assài dî schemi di ciclu, dâ prufunnità di scarica e dî timpiraturi di funziunamentu. Li sistemi ca scaricanu completamenti du’ voti ô jornu si digradanu cchiù velocimenti di chiḍḍi ca fannu cicli funni pâ rigulazzioni dâ friquenza. Li sistemi di gistioni tèrmica ca tèninu li batterii a timpiraturi ottimali ponnu allungari la durata dû 20-30%. La gran parti dî garantii cummirciali garantisci lu 60-70% dâ capacità ca arrista doppu 10 anni o nu certu limiti di throughput. Doppu ca lu sirvizziu primariu finisci, li batteri cu na capacità ristanti dû 70-80% ponnu aviri applicazzioni di sicunna vita prima di èssiri riciclati.
La cunsirvazzioni dî batterii po eliminari completamenti lu bisognu di chianti a carburanti fossili?
Nun câ tecnuluggìa attuali. Li batterii di durata di quattru-uri ponnu manijari li variazzioni di l'enirgìi rinnivàbbili ogni jornu e scanciari li chianti di gas naturali ca funziònanu duranti li picchi di dumanna. Tuttavia, nun ponnu furniri archiviazzioni staggiunali o cummigghiari pirìudi di cchiù-jorna di ventu vasciu e pruduzzioni sulari. Pi arrivari a l’elittricità rinnivàbbili ô 100% ci voli n’eccessivu custruzzioni di capacità di ginirazzioni cu n’ampia riduzzioni, nu sviluppu di tecnuluggìi di archiviazzioni a longa durata ca nun su’ ancora cummirciali, mantèniri na ginirazzioni di carboniu ferma e vascia comu nucliari o giutèrmica, o accittàri costi cchiù auti. La tecnuluggìa attuali dî battirìi po sustiniri lu 60-70% di pinnitrazzioni rinnivàbbili 'n manera efficaci, ma livari l'ùrtimu 20-30% dâ ginirazzioni fussili prisenta sfidi diversi ca richièdinu suluzzioni diversi.
Chiḍḍu ca renni accussì difficili estinguiri l’incendi dî batterii rispettu a l’incendi rigulari?
La fuga tèrmica di joni di litiu - pigghia riazzioni chìmichi nterni â battirìa ca gèniranu lu so ossìgginu, veni a diri ca nun ànnu bisognu di aria esterna pi mantèniri la cummussioni. Li tecnichi standard di suppressioni dû focu ca travàgghiunu cû spustamentu di l'ossìgginu o lu rinfriscamentu addivèntunu cchiù picca efficaci. Li batterii ponnu macari addumari arrè uri o jorna doppu ca s’accumulanu, picchì lu caluri s’accumula dintra li cèlluli nun danneggiati vicinu a l’aria danneggiata. Li vigili dû focu di sòlitu aduttunu na stratiggìa difinsiva-ca cunteni lu focu e evita la diffusioni chiuttostu ca la suppressioni aggrissiva- pirmittennu ê batterii di esauriri l'energìa. Li strutturi muderni nstallanu sistemi di rilevamentu pi identificari eventi termici prima ca si sviluppa nu focu a scala cumpleta, ma na vota cascati termichi scappati ntra cchiù celluli, la suppressioni addiventa estremamente difficili.
Li sistemi di battirìi risidinziali valunu la pena di nvistiri pê tipici pruprietari di casi?
L'ecunumìa cancia assái ‘n basi â posizzioni e â li circustanzi ‘nnividuali. Ntê àrii cu tassi di elittricità auti, prezzi di usu o riti nun affidàbbili, li batterii ponnu dari rimborsu di 5{10}8 anni attraversu lu risparmiu dâ fattura di l'utilità e lu valuri di putenza di riserva. A California, li Hawaii e parti dû nord-est hannu n’ecunumìa favurevuli. Ntê riggiuna cu tassi vasci e chiani di elittricità e nu sirvizziu affidàbbili, li batterii raramenti s’arridùciunu sulu ô rinnimentu finanziàriu. Li crèditi fiscali fidirali (30% dû costu dû sistema) e li ‘ncentivi statali ponnu purtari l'equazzioni positiva. Tuttavia, assài pruprietari di casi apprizzanu lu putiri di riserva e l'innipinnenza energètica oltri lu rinnimentu finanziariu puru. Lu càrculu avissi a ‘nclùdiri sia risparmi monetari ca vantaggi nun finanziari comu a risistenza duranti li interruzioni e a riduzzioni dâ dipinnenza dâ riti.
Comu li sistemi di sarbamentu di l’energia dî batterii nfruènzanu li fatturi di l’elittricità pî cunsumatura ca nun ùsanu li batterii?
L'effetti càncianu ‘n basi ô mudeḍḍu ri distribbuzzioni. L'archiviazzioni dâ riti di prupietà di l'utilità-di sòlitu duna binifici pi tuttu lu sistema-ridutta bisognu di chianti di piccu cari, aggiornamenti di trasmissiuni differiti, megghiu ntigrazzioni rinnivàbbili-ca custa cchiù vascia pi tutti li cuntribbuenti. Li studi suggirìscinu ca li batterii ponnu arriddùciri li costi di l’elittricità dû 5{9}}15% rispìettu a scinari senza archiviazzioni. Tuttavia, li costi ri distribbuzzioni anticipata ponnu cumpàriri mentri li tassi aumentanu apprìma ca li binifìci si concretizzanu completamenti. Arrìeri-li batteri risidinziali e cummirciali usati pâ gistioni dî fatturi nun nfruènzanu direttamenti autri clienti, puru si l'adozzioni diffusa cancia li prufili di càrricu dâ griglia ‘n modi ca ponnu binificiari di l'efficienza dû sistema. Li batterii di prupietà di terzi parti ca pàrticipanu ê mircati all'ingrossu ponnu supprimiri li picchi di prezzi duranti l'eventi di dumanna cchiù auta, dannu binifici 'ndiretti ô cunzumaturi attraversu effetti di mircatu cumpetitivi.
Li batterii dî veiculi elèttrici usati ponnu funziunari veramenti pi applicazzioni di archiviazzioni dâ riti?
La fattibbilità tècnica fu dimustrata -ora cchiù strutturi òpranu usannu batterii EV di sicunna -vita. Li batterii EV ritirati a 70-80% di capacità urigginali arrestanu adatti pi èssiri sarbati stazziunari unni nun s'applicanu li vìnculi di pisu e vulumi. A sfida è ecunòmica anzicchì tecnica. Pi pruvari ogni batteria usata pâ capacità riali, la durata dû ciclu ristanti e la sicurizza ci volunu tempu e sordi. Li pacchi di veiculi diversi ùsanu chimichi e archititturi diversi, arriddùcinnu la ntigrazzioni. Si li batterii usati fallisciunu o pruvucanu ncidenti di sicurizza, ci sunu dumanni di garanzia e responsabbilità. Com’è-è, cu l’aumentu dî vulumi dî batterii e li costi dî matiriali virgini, l’ecunumìa di l’usu dâ sicunna vita migghiura. Azzienni comu Redwood Energy stannu dimustrannu la viabbilità cummirciali 'n scala, suggiriennu ca l'applicazzioni di secunna vita addivintaru pràtichi standard chiuttostu ca pruggetti spirimintali.
Chi succedi ê sistemi di archiviazzioni dî batterii duranti eventi atmusfèrici estremi?
Lu rinnimentu dipenni dô tipu d'eventu e dô pruggettu dâ struttura. Lu friddu estremu arridduci la capacità dâ battirìa e l'efficienza di càrrica/scarica -li battirìi a ioni di litiu- ponnu pèrdiri lu 20-40% di capacità sutta lu ghiacciatu. Lu caluri estremu accilira lu degradu e aumenta lu rischiu d'incendiu si li sistemi di gestioni termica fallisciunu. L'alluvioni ponu danniari li sistemi elèttrici e criari rischi di sicurizza. Tuttavia, li strutturi pruggittati currettamenti cumprennunu recinzzioni cuntrullati dô clima ca mantènunu li batterii a timpiraturi ottimali, funnamenti auti ntâ l'arii propensi a l'alluvioni e sistemi di arrestu d'emergenza. Duranti lu ghiacciatu dû Texas dû frivaru 2021, certi strutturi di batterii fallìru a causa di nvirnalizzazziuni inadatta, mentri li sistemi pruggittati currettamenti cuntinuaru a funziunari. La chiavi è ca li riquisiti climatici estremi hanu a èssiri ncorpurati rintra la pruggettazzioni e la custruzzioni-la prutizzioni dô retrofit dopu l'installazzioni è cara e menu efficaci. Li strutturi ntê riggiuni propensi a l'uragani ora hanu recinzzioni resistenti ô ventu e putenza di backup pi sistemi di cuntrollu crìtici.
Li sistemi di sarbamentu di l’enirgìa dî batteri arridùcinu l’emissioni di carboniu o li cancianu sulu?
Quannu li batterii sarbanu enirgìa rinnivàbbili ca altrimenti fussi ridutta e la scarica pi scanciari la ginirazzioni di carburanti fossili, arridùcinu assolutamenti l’emissioni netti. Li studi mustranu ca li batterii ntigrati cû ventu e lu suli arridùcinu l’emissioni cumplessivi dâ riti dû 5-15% a sicunna dû miscugghiu dâ riti e dî schemi di distribbuzzioni. Com’è-è, li batteri caricati dâ ginirazzioni di carburanti fossili e scaricati cchiù tardu nun arridùcinu l’emissioni-agghiùncinu pèrditi nichi di l’efficienza dû giru (di sòlitu 85-90%). Lu valuri di riduzzioni di l’emissioni veni di cunsentiri na cchiù auta pinnitrazzioni di l’energìi rinnivàbbili, riduciri la riduzzioni di l’energìa pulita e evitari la necessità di mantèniri li picchi di carburanti fossili ca funzionanu ‘n manera inefficienti a vascia produzzioni. La pruduzzioni di batteri cumporta emissioni di carboniu di l’estrazzioni, dâ prucidura e dâ fabbricazzioni - di sòlitu 50-100 kg di CO2 ogni kWh di capacità - ma l’anàlisi dû ciclu vitali mustranu ca sti emissioni ncarnati vennu ricupirati ntra 1-2 anni di funziunamentu quannu li batteri spustanu la ginirazzioni fossili.
Lu percorsu avanti: fari funziunari l'archiviazzioni dâ battirìa
Lu divariu ntra lu putinziali tiòricu dâ battirìa e la mprimintazzioni pràtica arresta sustanziali. Aviamu la tecnuluggìa pi distribuiri cintinara di gigawatt ntô prossimu decenniu. Si lu facìamu dipenni dâ risòlviri prubblemi ca nun sunnu principalmenti tècnici.
Raggiunìri li prucessi di ntircunnissioni: Li pruggetti non avissiru a aspittari 3-5 anni pi l'approvazzioni dâ cunnissioni â riti. Li riquisiti di 'ntircunnissioni standardizzati, li studi di cluster ca valutunu cchiù pruggetti simultaniamenti e nu pirsonàli adeguatu pi l'upiratùra dâ riti pi elabburari l'applicazzioni putissiru tagghiari li tempi â mità.
Stabbiliri standard di sicurizza chiari: Li cumunità ca rifiutanu pruggetti di batterii nun su' irrazziunali-rispùnnunu a quatri di sicurizza inadattivi. L'adozzioni obbligatoria dê standard NFPA 855 e UL 9540A, ispezzioni rigulari di terzi parti e rilazzioni trasparenti di ncidenti affruntassiru li prioccupazzioni liggìttimi evitannu ô stissu tempu li moratori ca firmunu tutti li pruggetti a priscìnniri dâ qualità dô pruggettu.
Custruiri catini di appruvviggionamentu dumestichi: Ridurri la dipinnenza dê fornituri minirali cuncintrati richiedi l'accettazzioni ca l'estrazzioni mineraria havi impatti ambientali. Li dicisioni di pirmissu avissiru a pisari lu costu ambientali di novi minieri di litiu rispettu ô costu ambientali di l'usu cuntinuu di carburanti fussili-nu cunfrontu ca favurisci assài l'estrazzioni quannu si fa rispunzàbbilimenti.
Riforma li règuli dû mircatu: Pirmèttiri â li batterii ri ‘mpilari flussi ri ‘ntrati, cumpensari li risursi ca rispùnnunu viloci pû valuri ca dùnanu e criari strutturi ri mircatu ca arricanùsciunu li vantaggi ri flissibbilità dû archiviazzioni. Assai upiratura dâ riti trattanu ancora li batterii comu si fussiru sulu n’autru giniraturi anzicchì na risursa di basi diversa.
Invistiri nnâ R&S di archiviazzioni di durata cchiù longa-: Li batterii di quattru-uri arrisòrbinu prubblemi mpurtanti ma nun tutti. Finanziari la ricerca ncapu li batterii di ferru, li batterii a flussu, l'aria cumpressa, l'archiviazzioni tèrmica e autri tecnuluggìi ca putissiru dari scaricamentu di 8-100 uri a costi cumpititivi putissiru diversificari l'opzzioni di dicarbunizzazzioni prufunna.
Mannamentu e nfrastrutturi di riciclaggio di funni: Aspittari ca lu riciclaggio addiventa utili pi iḍḍu stissu pò lassari nu prubblema massicciu di rifiuti tra 10-15 anni. Li regolamenti cchiù granni ncapu la rispunzabbilitati dû prudutturi e l’investimentu ntê nfrastrutturi di riciclaggio ora putissiru evitari futuri disastri ambientali custruennu na funti dumestica di matiriali pî batterii.
La rialtà frustranti è ca l’immagazzinamentu di l’energia dâ batteria rapprisenta nu prugressu straordinariu versu l’obbiettivi climàtici mentri arresta dilucentementi inadatto pi raggiungiri sulu chiḍḍi obbiettivi. Abbisognamu di batterii e di na durata longa, di l'espansioni dâ trasmissiuni, di na flissibbilità dâ dumanna e di na ginirazzioni di carboniu a vasciu -. Li sustinitura dû archiviazzioni ca prisèntanu li batterii comu na proiettili d'argentu minanu la cridibbilità quannu li limitazzioni addivèntanu evidenti. Li crìtici ca si fissanu supra li ‘ncidenti ri sicurizza o li prioccupazzioni dâ catina ri appruvviggionamentu nun capìsciunu ca chisti prubblemi hannu suluzzioni si scegghiemu ri ‘ntraprìnnirili.
La transizzioni dâ riti ca succedi ora - 12,3 gigawatt di spazziu di archiviazzioni junciuti l'annu passatu, na crìscita pruggittata dû 25% ntô 2025 - è disordinata, cara e quarchi vota piriculusa. È puru nicissariu. La dumanna nun fu mai si l'archiviazzioni dâ battirìa è mpurtanti. È si lu putemu distribuiri abbastanza viloci mentri arrisòlvimu li sfidi di sicurizza, catina di appruvviggionamentu e ‘ntigrazzioni ca inevitabbilmenti accumpagnunu la scalatura tecnulòggica rapida.
L'archiviazzioni di l'energìa Gateway abbruciò pi na simana. Ma 12.300 megawatt di capacità di battirìa stallati ntô 2024 funziunaru senza ncidenti. Moss Landing evacuò nu quarteri. Ma la California evitò li blackout duranti l’unni di caluri picchì li batterii si scaricavanu quannu la dumanna aumintava e la pruduzzioni sulari cullassava ô tramontu. Li fallimenti ci ‘nzignanu unni li sistemi hannu bisognu ri migghiuramentu. Li successi dimustranu ca lu cuncettu funnamintali funziona.
L'archiviazzioni di l'enirgìa dâ battirìa nun è na suluzzioni cumpleta pâ dicarbunizzazzioni dâ riti. È la suluzzioni a prubblemi spicìfici -abbinamentu dâ ginirazzioni rinnivàbbili câ dumanna nnî uri, sustituennu li picchi fossili inefficienti, dannu sirvizzi di stabbilità dâ riti cchiù veloci di qualegghiè alternativa-ca sunnu tra li prubblemi cchiù urgenti ca affruntamu. Aviri sti pezzi giusti grapi li strati pi arrisòrbiri li prubblemi cchiù diffìcili ca vennu appressu.
Lu casu onesti pi l'archiviazzioni dâ battirìa nun abbisogna di rivinnicari la pirfizzioni. Richiedi arricanùsciri li compromissi, ‘mpegnàrisi nnô migghioramentu cuntinuu e ricanusciri ca u progressu ‘ncrimintali versu 'na griglia dicarbonizzata supira l’attesa ri ticnoluggìi pirfetti ca putissiru nun arrivari mai. Usamu li megghiu strumenti disponìbbili oggi mentri sviluppamu strumenti megghiu pì dumani. Nun è idiali. È rialtà.
Chiavi pi purtari
L'archiviazzioni dî battirìi arrisolvi lu disabbinamentu timpurali ntra ginirazzioni di enirgìi rinnivàbbili e dumanna di elittricità, pirmittennu la pinnitrazzioni dâ riti rinnivàbbili dû 40-60% cu l'attuali tecnuluggìa di durata di quattru uri
L'ecunumìa canciau drammaticamenti -li costi dû litiu-ioni calaru di $1.200 a $139 a chiluwatt{5}}ura dô 2010, facennu lu costu di cunservazzioni-cumpetitibbili chî chianti di gas naturali nta tanti mircati
Li rìsichi di sicurizza sunu riali ma manigghiàbbili-li sistemi muderni ncorpuranu na prutizzioni a liveddu di cèlluli, na gistioni tèrmica e nu rilevamentu rapidu ca mancavanu a l'installazzioni cchiù vecchi, puru si l'incidenti di granni prufilu crìunu prioccupazzioni pùbblichi liggìttimi ca richièdunu trasparenza chiuttostu ca licenziamentu
A cuncintrazzioni dâ catina ri appruvviggionamentu ‘n Cina e nnî arcuni paìsi crìa vulnerabilità giupulìtichi e volatilità dî prezzi, ca richièdunu a diversificazzioni dâ appruvviggionamentu, ‘nfrastrutturi ri riciclaggio e l'accettazzioni dî compensi ambientali dâ minirazzioni dumèstica.
Sfidi di ntigrazzioni dâ riti-ritardi di ntircunnissioni, rinnimentu di l'invirtituri, limitazzioni dî règuli di mircatu-distribbuzzioni lenta tantu comu vinculi tecnulòggici, ca richièdunu riformi normativi e standardizzazzioni
Li batterii a durata di quattru-uri gèstinu li cicli cutiddiàni ma nun ponnu furniri archiviazzioni staggiunali o backup pi cchiù-jorna, vali a diri ca li riti rinnivàbbili ô 100% hannu bisognu di tecnuluggìi cumplimintari comu archiviazzioni a durata longa -o ginirazzioni di carboniu ferma
L'infrastrutturi di riciclaggio dî batterii hannu a èssiri scalati rapidamenti-cu sulu lu 5% di tassi di ricuperu attuali e cintinara di migghiara di tunnillati ca arrivanu â fini-dâ-vita ntra 15 anni, custruiri sistemi di raccolta e prucidura ora evita crisi ambientali futuri
Funti di dati
Rapportu dû 2024 supra l'agghiunti di l'immagazzinamentu di l'energìa dâ Amministrazzioni miricana pi l'infurmazzioni supra l'energìa -
Agginzìa ntirnazziunali pi l'energìa - Analisi dû mircatu dâ cunsirvazzioni dî batterii 'n scala dâ riti 2024
Sundaggiu supra li prezzi dî batterii 2023-2024
Rapportu supra lu rinnimentu dî risursi basati ncapu l'upiraturi di sistema nnipinnenti dâ California - -Aprili 2024
Cunsigghiu di cuurdinazzioni di l'elittricità uccidintali - Analisi di l'eventi dû sistema di sarbamentu di l'enirgìa dî batterii 2022
Associazzioni Nazziunali pâ Prutizzioni contra l'Incendi - Sviluppu dî Standard NFPA 855
Studiu dî riquisiti di cunservazzioni di l'energìi rinnivàbbili dû Task Force pâ aria pulita -