- МЕА прогнозує, що глобальна потужність накопичувачів енергії має досягти 1 500 ГВт до 2030 року, що у 15 разів більше, ніж сьогодні, при цьому батареї становитимуть 90% цього зростання.
- У 2024 році сектор накопичення енергії продемонстрував рекордне зростання, що свідчить про ще більший 2025 рік у сферах мережевого, житлового, промислового, мобільного та експериментального застосування.
- Ціни на літій-іонні акумулятори знизилися приблизно на 20% у 2024 році — до $115/кВт·год у середньому, а акумуляторні блоки для електромобілів впали нижче $100/кВт·год.
- Глобальні виробничі потужності з виробництва акумуляторів досягли 3,1 ТВт·год, що значно перевищує попит і спричиняє жорстку цінову конкуренцію серед виробників.
- Компанія Rongke Power завершила встановлення ванадієво-редоксної проточної батареї потужністю 175 МВт / 700 МВт·год в Уланчабі, Китай — це найбільша у світі проточна батарея.
- Energy Vault ввела в експлуатацію гравітаційну систему накопичення енергії потужністю 25 МВт / 100 МВт·год у Жудуні, Китай — це перше велике гравітаційне сховище, не пов’язане з гідроакумуляцією.
- Highview Power оголосила про проєкт накопичення енергії у вигляді рідкого повітря потужністю 50 МВт / 50 годин (2,5 ГВт·год) у Хантерстоні, Шотландія, у рамках ширшого впровадження LAES.
- Проєкт Hydrostor Willow Rock CAES у Каліфорнії планується на 500 МВт / 4 000 МВт·год, за підтримки інвестицій у $200 млн і гарантії позики від DOE США на $1,76 млрд.
- Проєкт ACES Delta в Юті має на меті зберігати до 300 ГВт·год енергії у вигляді водню в підземних соляних кавернах, використовуючи вітер і сонце для виробництва газу.
- CATL планує у 2025 році випустити друге покоління натрій-іонних батарей із показниками понад 200 Вт·год/кг, а BYD вже представила натрій-іонні продукти, зокрема контейнер Cube SIB із ємністю 2,3 МВт·год на одиницю.
Нова ера накопичення енергії
Накопичення енергії є ключовим елементом переходу до чистої енергетики, дозволяючи сонячній та вітровій енергії забезпечувати електрику на вимогу. Рекордне зростання у 2024 році створило передумови для ще більшого 2025 року, оскільки країни нарощують обсяги батарей та інших накопичувачів для досягнення кліматичних цілей woodmac.com. Міжнародне енергетичне агентство прогнозує, що глобальна потужність накопичувачів має досягти 1 500 ГВт до 2030 року, що у 15 разів більше, ніж сьогодні — при цьому батареї становитимуть 90% цього зростання enerpoly.com. Це зростання зумовлене нагальними потребами: балансуванням мереж у міру зростання частки ВДЕ, забезпеченням резерву на випадок екстремальних погодних явищ і цілодобовим живленням нових електромобілів та заводів. Від домашніх Tesla Powerwall до гігантських гідроакумулюючих електростанцій, технології накопичення швидко розвиваються. Нові ринки — від Саудівської Аравії до Латинської Америки — приєднуються до лідерів (США, Китай, Європа) у масштабному впровадженні накопичувачів woodmac.com. Коротко кажучи, 2025 рік обіцяє стати проривним для інновацій і впровадження накопичення енергії у мережевих, житлових, промислових, мобільних та експериментальних застосуваннях.
У цьому звіті розглядаються усі основні форми зберігання енергії – хімічні акумулятори, механічні системи, теплове зберігання та водень – з акцентом на новітні технології, експертні думки, останні прориви та їхнє значення для чистішого й стійкішого енергетичного майбутнього. Тон викладу доступний і захопливий, тож незалежно від того, чи ви випадковий читач, чи ентузіаст енергетики, читайте далі, щоб дізнатися, як нові рішення для зберігання живлять наш світ (і дізнайтеся, які з них злетять наступними!).
Літій-іонні акумулятори: незмінний робочий кінь
Літій-іонні акумулятори залишаються робочим конем зберігання енергії у 2025 році, домінуючи у всьому – від батарей для телефонів до масштабних сховищ на електромережах. Літій-іонна (Li-ion) технологія забезпечує високу енергетичну щільність і ефективність, що робить її ідеальною для застосувань із тривалістю зберігання до кількох годин. Вартість стрімко знизилася за останні роки, що допомогло Li-ion завоювати ринки: середня світова ціна акумуляторних блоків знизилася приблизно на 20% у 2024 році до $115/кВт·год (а для електромобілів навіть опустилася нижче $100/кВт·год) energy-storage.news. Це різке падіння – найбільше з 2017 року – зумовлене масштабуванням виробництва, конкуренцією на ринку та переходом до дешевших хімічних складів, таких як LFP (літій-залізо-фосфат) energy-storage.news. Літій-залізо-фосфатні акумулятори, які не містять кобальту й нікелю, стали популярними завдяки нижчій ціні та підвищеній безпеці, особливо в електромобілях і домашніх системах зберігання, навіть якщо їхня енергетична щільність трохи нижча, ніж у високонікелевих елементах NMC.
Ключові тренди Li-ion у 2024–2025 роках:
- Більше й дешевше: Масштабні інвестиції у гігафабрики (наприклад, Northvolt у Швеції energy-storage.news) та китайські акумуляторні гіганти значно збільшили пропозицію. Світові виробничі потужності акумуляторів (3,1 ТВт·год) тепер значно перевищують попит, що змушує ціни знижуватися energy-storage.news. Аналітики галузі відзначають жорстку цінову конкуренцію – «менші виробники змушені знижувати ціни на елементи, щоб боротися за частку ринку», – каже Евеліна Стойку з BloombergNEF energy-storage.news.
- Безпека та регулювання: Гучні випадки загоряння акумуляторів привернули увагу до безпеки. Нові нормативи, такі як Регламент ЄС щодо акумуляторів (набуває чинності у 2025 році), вимагають безпечніших і більш сталих акумуляторів enerpoly.com. Це стимулює інновації у системах керування акумуляторами та вогнестійких конструкціях. Як зазначив один з експертів галузі, «Пожежна безпека акумуляторів стала критично важливою, що значно ускладнює процес отримання дозволів… галузь переходить до безпечніших акумуляторних технологій» enerpoly.com.
- Переробка та ланцюг постачання: Для забезпечення сталості та безпеки постачання компанії нарощують масштаби переробки акумуляторів (наприклад, Redwood Materials, Li-Cycle) і використовують етично добуті матеріали. Нові правила ЄС також вимагають використання переробленого вмісту в акумуляторах enerpoly.com. Повторне використання літію, нікелю тощо, а також розробка альтернативних хімічних складів, що уникають дефіцитного кобальту, дозволяють галузі зменшити витрати та вплив на довкілля.
- Сфери застосування: Літій-іонні акумулятори повсюдні – домашні акумулятори (наприклад, Tesla Powerwall і LG RESU) дозволяють домогосподарствам зберігати сонячну енергію та забезпечують резервне живлення. Комерційні та промислові системи встановлюють для зниження пікових навантажень. Масштабні акумуляторні ферми, часто розташовані поруч із сонячними чи вітровими електростанціями, допомагають згладжувати виробіток і забезпечувати пікове споживання у вечірній час. Зокрема, Каліфорнія та Техас вже впровадили кілька гігават літій-іонних систем для підвищення надійності мережі. Ці системи на 1–4 години відзначаються швидкою реакцією та щоденними циклами, надаючи послуги з регулювання частоти та зниження пікових навантажень. Однак для тривалішого зберігання (8+ годин) літій-іонні акумулятори стають менш економічними через зростання вартості – це відкриває шлях для інших технологій energy-storage.news.
Переваги: Високий ККД (~90%), швидка реакція, стрімке зниження вартості, доведена ефективність (тисячі циклів) і універсальність – від маленьких елементів до великих контейнерів enerpoly.com.
Обмеження: Обмеженість сировинних матеріалів (літій тощо) з ризиками для ланцюгів постачання, ризик займання/теплового розгону (зменшується за рахунок хімії LFP та систем безпеки), а також економічні обмеження для тривалості понад ~4–8 годин (де альтернативне зберігання може бути дешевшим) energy-storage.news. Також продуктивність літій-іонних батарей може знижуватися при екстремальному холоді, хоча нові хімічні модифікації (наприклад, додавання кремнію або використання анодів з літій-титанату) та hybrid packs покликані це покращити.
«Літій-іонні батареї залишаються ідеальними для застосувань з короткою тривалістю (1–4 години), але економічна ефективність знижується для довшого зберігання, що створює можливість для появи альтернативних технологій», зазначає нещодавній галузевий аналіз enerpoly.com. Іншими словами, домінування літій-іонних батарей триватиме у 2025 році, але next-generation batteries are waiting in the wings, щоб вирішити їхні недоліки.
Поза межами літію: прориви у батареях наступного покоління
Хоча літій-іонні батареї лідирують сьогодні, хвиля next-generation battery technologies дозріває – обіцяючи вищу енергетичну щільність, довшу тривалість, дешевші матеріали або підвищену безпеку. 2024–2025 роки стали свідками значного прогресу у цих альтернативних хімічних складах:
Твердотільні батареї (літій-металеві батареї)
Твердотільні батареї замінюють рідкий електроліт у літій-іонних елементах на твердий матеріал, що дозволяє використовувати анод з металевого літію. Це може суттєво підвищити енергетичну щільність (для електромобілів з більшим запасом ходу) та знизити ризик займання (тверді електроліти не горючі). Декілька компаній потрапили в заголовки новин:
- Toyota оголосила про «технологічний прорив» і прискорила розробку твердотільних акумуляторів, маючи на меті випустити твердотільні батареї для електромобілів до 2027–2028 electrek.coelectrek.co. Toyota стверджує, що її перший автомобіль із твердотільною батареєю буде заряджатися за 10 хвилин і забезпечить 750 миль (1 200 км) запасу ходу, з 80% заряду приблизно за 10 хвилин electrek.co. «Ми випустимо електромобілі з твердотільними батареями за кілька років… автомобіль, який заряджатиметься за 10 хвилин і матиме запас ходу 1 200 км», — сказав виконавчий директор Toyota Вікрам Гулаті electrek.co. Однак масове виробництво очікується не раніше 2030 через виробничі труднощі electrek.co.
- QuantumScape, Solid Power, Samsung та інші також розробляють твердотільні елементи. Прототипи демонструють перспективну енергетичну щільність (можливо, на 20–50% кращу, ніж у сучасних літій-іонних), а також тривалий термін служби, але масштабування є складним завданням. Оцінка експертів: Твердотільні батареї — це «потенційно революційна технологія», але ймовірно, що вони не вплинуть на споживчий ринок до кінця 2020-х electrek.co.
Переваги: Вища енергетична щільність (легші електромобілі з більшим запасом ходу), підвищена безпека (менший ризик займання), можливо, швидше заряджання.
Обмеження: Дорогі та складні у виробництві в масштабах; такі матеріали, як твердотільні електроліти, стійкі до дендритів, ще оптимізуються. Комерційні терміни залишаються в межах 3–5 років, тому 2025 рік — це більше про прототипи та пілотні лінії, ніж про масове впровадження.
Літій-сірчані батареї
Літій-сірчані (Li-S) батареї є стрибком у зберіганні енергії, оскільки використовують надлегку сірку замість важких металевих оксидів для катода. Сірка є поширеною, дешевою і теоретично може зберігати набагато більше енергії на одиницю ваги — забезпечуючи елементи з до 2x енергетичною щільністю порівняно з літій-іонними lyten.com. Проблемою був короткий термін служби (ефект «полісульфідного шатлу», що спричиняє деградацію). У 2024 році Li-S зробили великий крок до комерціалізації:
- Американський стартап Lyten почав постачати прототипи літій-сірчаних елементів на 6,5 А·год автовиробникам, включаючи Stellantis, для тестування lyten.com. Ці “A-зразки” Li-S батарей оцінюються для використання в електромобілях, дронах, аерокосмічній та військовій сферах lyten.com. Літій-сірчана технологія Lyten використовує запатентований 3D-графен для стабілізації сірки. Компанія стверджує, що її елементи можуть досягати 400 Вт·год/кг (приблизно вдвічі більше, ніж у типової батареї для електромобіля) і можуть вироблятися на існуючих виробничих лініях для літій-іонних батарей lyten.com.
- Головний технічний директор з батарей Lyten, Селіна Міколайчак, пояснює привабливість: “Масове впровадження електрифікації та досягнення цілей нульових викидів вимагають батарей з вищою енергоємністю, меншою вагою та нижчою вартістю, які можна повністю виготовляти у великих масштабах із доступних місцевих матеріалів. Саме такою є літій-сірчана батарея Lyten.” lyten.com Іншими словами, Li-S може усунути потребу в дорогих металах – сірка дешева і широко доступна, а нікель, кобальт чи графіт у конструкції Lyten не потрібні lyten.com. Це забезпечує прогнозоване на 65% менше вуглецеве навантаження порівняно з літій-іонними батареями та зменшує ризики в ланцюжку постачання lyten.com.
- В інших місцях дослідники (наприклад, Університет Монаша в Австралії) повідомили про вдосконалені прототипи Li-S, навіть продемонстрували ультрашвидку зарядку Li-S елементів для електровантажівок далекого прямування techxplore.com. Такі компанії, як OXIS Energy (яка вже не існує) та інші, проклали шлях, і зараз кілька ініціатив прагнуть комерціалізувати Li-S до середини/кінця 2020-х.
Перевага: Надзвичайно висока енергоємність (легші батареї для транспорту чи авіації), дешеві матеріали (сірка) та відсутність залежності від дефіцитних металів.
Обмеження: Історично короткий термін служби (хоча нові конструкції демонструють прогрес), а також нижча ефективність. Акумулятори Li-S також мають нижчу об’ємну щільність (займають більше місця) і, ймовірно, спочатку будуть використовуватися для нішевих потреб з високою щільністю (дрони, авіація), перш ніж замінять акумулятори для електромобілів. Очікуваний термін: Перші акумулятори Li-S можуть обмежено використовуватися в аерокосмічній чи оборонній галузі у 2025–2026 роках lyten.com, а ширше комерційне впровадження в електромобілях можливе пізніше, якщо проблеми з довговічністю будуть повністю вирішені.
Натрієво-іонні акумулятори
Натрієво-іонні (Na-ion) акумулятори стали привабливою альтернативою для певних застосувань, використовуючи низьку вартість і велику поширеність натрію (з кухонної солі) замість літію. Хоча натрієво-іонні елементи зберігають дещо менше енергії на одиницю ваги, ніж літій-іонні, вони мають значні переваги у вартості та безпеці, що викликало інтенсивний розвиток, особливо в Китаї. Останні прориви включають:
- CATL (Contemporary Amperex Technology Co.), найбільший у світі виробник акумуляторів, представив свою акумуляторну натрієво-іонну батарею другого покоління наприкінці 2024 року, яка, як очікується, перевищить 200 Вт·год/кг енергетичної щільності (проти ~160 Вт·год/кг у першому поколінні) ess-news.com. Головний науковець CATL доктор Ву Кай заявив, що новий Na-ion акумулятор буде запущено у 2025 році, хоча масове виробництво розгорнеться пізніше (очікується до 2027 року) ess-news.com. Примітно, що CATL навіть розробила гібридний акумуляторний блок (“Freevoy”), який поєднує натрієво-іонні та літій-іонні елементи, щоб використати переваги кожного ess-news.com. У цій конструкції натрієво-іонні елементи працюють при екстремально низьких температурах (зберігають заряд до -30 °C) і забезпечують швидке заряджання, тоді як літій-іонні забезпечують вищу базову енергетичну щільність ess-news.com. Цей гібридний блок, орієнтований на електромобілі та plug-in гібриди, може забезпечити запас ходу понад 400 км і швидке заряджання 4C, використовуючи натрієво-іонні елементи для роботи в умовах до -40 °C ess-news.com.
- BYD, ще один китайський гігант у сфері акумуляторів/електромобілів, оголосив у 2024 році, що його натрій-іонна технологія знизила витрати настільки, що дорівнює вартості літій-залізо-фосфатних (LFP) акумуляторів до 2025 року, і в довгостроковій перспективі може бути на 70% дешевшою за LFP ess-news.com. BYD розпочала будівництво заводу натрієвих акумуляторів потужністю 30 ГВт·год і наприкінці 2024 року запустила, як вона заявляє, першу у світі високопродуктивну систему накопичення енергії (ESS) на натрій-іонних акумуляторах ess-news.com. Контейнер BYD “Cube SIB” вміщує 2,3 МВт·год на одиницю (приблизно половина енергії еквівалентного літій-іонного контейнера через нижчу енергетичну щільність)ess-news.com. Поставки в Китаї заплановані на III квартал 2025 року за ціною за кВт·год, подібною до LFP-акумуляторів ess-news.com. BYD підкреслює кращу роботу натрій-іонних акумуляторів у холодну погоду, тривалий термін служби та безпеку (відсутність літію означає менший ризик займання) ess-news.com.
- Погляд галузі: Генеральний директор CATL Робін Цзен сміливо передбачив, що натрій-іонні акумулятори можуть “замінити до 50% ринку літій-залізо-фосфатних акумуляторів” у майбутньому ess-news.com. Це відображає впевненість у тому, що Na-ion займе значну частку на ринку стаціонарних систем зберігання енергії та бюджетних електромобілів, де вимоги до енергетичної щільності помірні, а головне — ціна. Оскільки натрій дешевий і поширений, а елементи Na-ion можуть використовувати алюміній (дешевший за мідь) для струмознімачів, вартість сировини значно нижча, ніж у літій-іонних акумуляторів ess-news.comess-news.com. Крім того, натрій-іонна хімія має відмінну стійкість до низьких температур і може безпечно заряджатися до 0 В для транспортування, що спрощує логістику.
Перевага: Низька вартість і доступність матеріалів (без літію, кобальту чи нікелю), підвищена безпека (негорючі електролітні формули, менший ризик теплового розгону), хороша робота в холодному кліматі та потенціал для тривалого терміну служби. Ідеально підходить для масштабного стаціонарного зберігання енергії та доступних електромобілів.
Обмеження: Нижча енергетична щільність (~20–30% менше, ніж у літій-іонних), означає важчі акумулятори при тій самій ємності – це прийнятно для зберігання енергії на мережі, невелика жертва для міських авто, але менш підходить для транспортних засобів з великим пробігом, якщо не буде покращень. Також, індустрія Na-іонних батарей лише починає масштабуватися; глобальному виробництву та ланцюгам постачання потрібно кілька років для становлення. Слідкуйте за пілотними впровадженнями у 2025–2026 роках (ймовірно, лідируватиме Китай) та першими пристроями на Na-іонних батареях (можливо, деякі китайські моделі електромобілів або електровелосипедів на Na-іонних батареях вже у 2025 році).
Проточні батареї (ванадієві, залізні та інші)
Проточні батареї зберігають енергію в баках з рідкими електролітами, які прокачуються через батарейний стек для зарядки або розрядки. Вони розділяють енергію (розмір баку) та потужність (розмір стека), що робить їх особливо придатними для довготривалого зберігання (8+ годин) з тривалим терміном служби. Найбільш усталений тип – це ванадієва редокс-проточна батарея (VRFB), і 2024 рік став знаковим: у Китаї завершено найбільшу у світі систему проточних батарей energy-storage.news.
- Рекордний проєкт Китаю: Rongke Power завершила встановлення 175 МВт / 700 МВт·год ванадієвої проточної батареї в Уланчабі (Wushi), Китай – наразі це найбільша у світі проточна батарея energy-storage.news. Ця масивна система тривалістю 4 години забезпечуватиме стабільність мережі, згладжування піків та інтеграцію відновлюваної енергії для місцевої мережі energy-storage.news. Експерти галузі відзначили важливість: «700 МВт·год – це велика батарея, незалежно від технології. На жаль, проточні батареї такого розміру з’являються лише в Китаї», – сказав Михайло Нікомаров, ветеран сектору проточних батарей energy-storage.news. Дійсно, Китай активно підтримує ванадієві проточні проєкти; Rongke Power раніше побудувала 100 МВт / 400 МВт·год VRFB у Даляні (введено в експлуатацію у 2022 році) energy-storage.news. Ці проєкти демонструють, що проточні батареї можуть масштабуватися до сотень МВт·год, забезпечуючи довготривале зберігання енергії (LDES) з можливістю виконувати такі завдання, як black start для мережі (як показано у Даляні) energy-storage.news.
- Переваги проточних акумуляторів: Зазвичай вони можуть працювати десятки тисяч циклів із мінімальною деградацією, забезпечуючи термін служби понад 20 років. Електроліти (ванадій у кислотному розчині для VRFB, або інші хімічні сполуки, такі як залізо, цинк-бром, чи органічні сполуки в новіших проточних конструкціях) не витрачаються під час нормальної роботи, і немає ризику займання. Це спрощує обслуговування та забезпечує дуже високий рівень безпеки.
- Останні розробки: За межами Китаю компанії, такі як ESS Inc (США), просувають залізо-проточні акумулятори, тоді як інші досліджують проточні системи на основі цинку. В Австралії та Європі реалізовано кілька помірних проєктів (на кілька МВт·год). Залишається проблемою вища початкова вартість – «проточні акумулятори все ще мають значно вищий капіталовкладення, ніж літій-іонні, які домінують на ринку сьогодні» energy-storage.news. Але для тривалого зберігання (8–12 годин і більше) проточні акумулятори можуть стати конкурентоспроможними за вартістю зберігання 1 кВт·год, оскільки збільшення об’єму баків дешевше, ніж додавання нових літій-іонних модулів. Уряди та енергетичні компанії, зацікавлені у багатогодинному зберіганні для нічного чи багатоденного балансування ВДЕ, зараз фінансують пілотні проєкти проточних акумуляторів як перспективне рішення LDES.
Переваги: Відмінна довговічність (немає втрати ємності навіть після тисяч циклів), вроджена безпека (немає ризику займання, можна залишати повністю розрядженими без шкоди), легке масштабування енергоємності (достатньо збільшити баки для більшої тривалості), використання доступних матеріалів (особливо для залізних чи органічних проточних акумуляторів). Ідеально підходять для стаціонарного зберігання великої тривалості (від 8 годин до кількох днів) і частого циклування з довгим терміном служби.
Обмеження: Низька енергоємність (придатні лише для стаціонарного використання – баки з рідиною важкі та громіздкі), вища початкова вартість за кВт·год у порівнянні з літій-іонними для коротких тривалостей, а більшість хімічних складів вимагають обережного поводження з корозійними чи токсичними електролітами (ванадієвий електроліт – кислотний, цинк-бром містить небезпечний бром тощо). Також проточні акумулятори зазвичай мають нижчий ККД (приблизно 65–85% залежно від типу) порівняно з літій-іонними (~90%). У 2025 році проточні акумулятори залишаються нішевим, але зростаючим сегментом, і Китай лідирує у впровадженні. Очікується подальше підвищення ефективності та зниження вартості; нові хімічні склади (наприклад, органічні проточні акумулятори на основі екологічних молекул або гібридні проточно-конденсаторні системи) перебувають на стадії НДДКР для розширення привабливості.
Інші новітні акумулятори (цинкові, залізо-повітряні тощо)
Окрім вищезазначених, кілька «непередбачуваних» акумуляторних технологій перебувають у розробці або на ранній стадії демонстрації:
- Батареї на основі цинку: Цинк є дешевим і безпечним. Окрім цинк-бромних проточних елементів, існують статичні цинкові батареї, такі як цинк-іонні (на водній основі електроліту) та цинк-повітряні батареї (які генерують енергію шляхом окислення цинку повітрям). Канадська компанія Zinc8 та інші працювали над цинк-повітряними системами зберігання для енергомереж (здатними до зберігання енергії від кількох годин до кількох днів), але прогрес був повільним, а Zinc8 зіткнулася з фінансовими труднощами у 2023–2024 роках. Інша компанія, Eos Energy Enterprises, впроваджує цинкові батареї з гібридним катодом (водна цинкова батарея) для зберігання енергії на 3–6 годин; однак вона стикалася з виробничими проблемами. Цинкові батареї зазвичай відзначаються низькою вартістю та незаймистістю, але можуть страждати від утворення дендритів або втрати ефективності. У 2025 році можуть з’явитися вдосконалені цинкові конструкції (з добавками та кращими мембранами), які можуть стати дешевшою альтернативою літій-іонним для стаціонарного зберігання, якщо масштабування буде успішним.
- Залізо-повітряні батареї: Новітня «іржаві батареї», розроблена американським стартапом Form Energy, привернула увагу як рішення для мережі з тривалістю 100 годин. Залізо-повітряні батареї зберігають енергію шляхом іржавіння залізних гранул (заряджання) і подальшого видалення іржі (розряджання), по суті, це контрольований цикл окиснення-відновлення energy-storage.news. Реакція повільна, але неймовірно дешева – залізо є поширеним, і батарея може забезпечувати багатоденне енергопостачання за низькою ціною, хоча й з низьким ККД (~50–60%) і повільною реакцією. У серпні 2024 року Form Energy розпочала будівництво свого першого пілотного проєкту для мережі: системи залізо-повітря 1,5 МВт / 1500 МВт·год (100 годин) разом із Great River Energy у Міннесоті energy-storage.news. Проєкт запустять наприкінці 2025 року та оцінюватимуть протягом кількох років energy-storage.news. Form також планує більші системи, наприклад, установку на 8,5 МВт / 8 500 МВт·год у штаті Мен за підтримки Міністерства енергетики США energy-storage.news. Ці залізо-повітряні батареї заряджаються протягом багатьох годин, коли є надлишок відновлюваної енергії (наприклад, у вітряні дні), а потім можуть безперервно розряджатися понад 4 дні за потреби. Генеральний директор Form Energy Матео Харамільйо бачить у цьому спосіб зробити відновлювану енергію схожою на базове навантаження: це «дозволяє відновлюваній енергії виконувати роль ‘базового навантаження’ для мережі», покриваючи тривалі періоди без вітру чи сонця energy-storage.news. Менеджер Great River Energy Коул Фансет додав: «Ми сподіваємося, що цей пілотний проєкт допоможе нам стати лідерами у впровадженні багатоденного зберігання та потенційному розширенні в майбутньому». energy-storage.news
- Перевага: Наддовга тривалість за мінімальною ціною завдяки іржі – залізо-повітряні батареї можуть коштувати лише частку від ціни літій-іонних за кВт·год для дуже тривалого зберігання, використовуючи безпечні, поширені матеріали. Ідеально підходить для аварійного резерву та сезонного зберігання, а не лише для щоденних циклів.
- Обмеження: Низький ККД (втрачається близько половини енергії при перетворенні), дуже велика площа (оскільки енергетична щільність низька) і повільний запуск – не підходить для потреб швидкого реагування. Це доповнення, а не заміна швидких батарей. У 2025 році ця технологія ще на пілотній стадії, але якщо вона буде успішною, то зможе вирішити найскладнішу задачу: багатоденну надійність лише з відновлюваними джерелами.
- Суперконденсатори та ультраконденсатори: Не зовсім батареї, але варто згадати – ультраконденсатори (електричні двошарові конденсатори та новітні графенові суперконденсатори) зберігають енергію електростатично. Вони заряджаються та розряджаються за секунди з надзвичайно високою потужністю і витримують понад мільйон циклів. Недолік – низька енергоємність на одиницю ваги. У 2025 році ультраконденсатори використовуються у вузьких сферах: системи рекуперативного гальмування, стабілізатори мережі для коротких імпульсів та резервне живлення для критичних об’єктів. Тривають дослідження щодо гібридних систем батарея-конденсатор, які можуть забезпечити і високу енергоємність, і високу потужність шляхом поєднання технологій hfiepower.com. Наприклад, деякі електромобілі використовують невеликі суперконденсатори разом із батареями для забезпечення швидкого прискорення та рекуперації енергії при гальмуванні. Нові вуглецеві наноматеріали (наприклад, графен) поступово підвищують енергоємність конденсаторів. Хоча це не рішення для масового зберігання, суперконденсатори є важливим додатковим засобом зберігання для покриття дуже короткострокових розривів (від секунд до хвилин) і захисту батарей від потужних імпульсних навантажень.
Механічне зберігання енергії: гравітація, вода та повітря
Поки батареї привертають основну увагу, механічні методи зберігання енергії тихо забезпечують основу довготривалого зберігання. Насправді, найбільша частка світових потужностей зі зберігання енергії сьогодні – механічна, і лідирує тут гідроакумуляція. Ці технології часто використовують просту фізику – гравітацію, тиск або рух – для зберігання величезної кількості енергії у великих масштабах.
Гідроакумулююче зберігання – гігантська «водяна батарея»
Гідроакумулююча електростанція (ГАЕС) – найстаріша і, безумовно, найпотужніша технологія зберігання енергії у світі. Вона працює шляхом перекачування води вгору до резервуару, коли є надлишок електроенергії, а потім спуску води вниз через турбіни для виробництва електроенергії, коли це потрібно. Станом на 2023 рік світова потужність гідроакумулюючих станцій досягла 179 ГВт на сотнях об’єктів nha2024pshreport.com – це переважна більшість усіх потужностей зі зберігання енергії на Землі. Для порівняння, всі батарейні сховища – лише кілька десятків ГВт (хоча їх кількість швидко зростає).
Останні розробки:
- Зростання гідроакумулюючих станцій було повільним протягом десятиліть, але інтерес знову зростає у зв’язку з підвищеною потребою у довготривалому зберіганні енергії. Міжнародна асоціація гідроенергетики повідомила про 6,5 ГВт нових ГАЕС у 2023 році, що довело загальний світовий обсяг до 179 ГВт nha2024pshreport.com. Амбітні цілі передбачають понад 420 ГВт до 2050 року для підтримки мережі з нульовими викидами nha2024pshreport.com. Наприклад, у США запропоновано 67 нових проектів ГАЕС (загалом понад 50 ГВт) у 21 штаті nha2024pshreport.com.
- Китай активно розширює гідроакумулюючі потужності – найбільша у світі ГАЕС у Фенін (провінція Хебей, Китай) нещодавно була введена в експлуатацію, потужністю 3,6 ГВт. Китай планує досягти 80 ГВт гідроакумулюючих потужностей до 2027 року на шляху до інтеграції величезних обсягів відновлюваної енергії hydropower.org.
- Нові підходи до проєктування включають замкнені системи (резервуари поза річками) для мінімізації впливу на довкілля, підземне гідроакумулювання (використання занедбаних шахт або кар’єрів як нижніх резервуарів), а також океанічні системи (закачування морської води у прибережні резервуари або використання глибоководного тиску). Незвичайний приклад: дослідники вивчають “гідроакумуляцію в коробці” із використанням важких рідин або твердих вантажів у шахтах, де географія сприятлива.
Переваги: Величезна ємність – станції можуть зберігати гігават-години або навіть ТВт·год енергії (наприклад, велика ГАЕС може працювати 6–20+ годин на повній потужності). Тривалий термін служби (50+ років), висока ефективність (~70–85%) і швидка реакція на потреби мережі. Важливо, що гідроакумуляція забезпечує надійне довготривале зберігання і послуги стабільності мережі (інерція, регулювання частоти), які батареї не можуть легко забезпечити у великих масштабах. Це перевірена технологія з добре відомою економікою.
Обмеження: Залежність від географії – потрібні відповідні перепади висот і наявність води. Екологічні проблеми, пов’язані із затопленням земель під резервуари та зміною річкових екосистем, можуть ускладнювати затвердження нових проєктів. Висока початкова вартість і тривалі строки будівництва є бар’єрами (ГАЕС – це фактично мегапроєкт інфраструктури). Крім того, хоча ГАЕС чудово підходять для багатогодинного зберігання, вони не дуже модульні й не гнучкі щодо розташування. Незважаючи на ці виклики, гідроакумуляція залишається “великою батареєю” національних мереж, і багато країн повертаються до неї у прагненні до 100% відновлюваної енергетики. Наприклад, Міністерство енергетики США оцінює, що необхідне значне збільшення ГАЕС; зараз у США близько 22,9 ГВт rff.org, і для забезпечення майбутньої надійності потрібно буде ще більше.
Гравітаційне зберігання енергії – підйом і опускання масивних вантажів
Якщо гідроакумуляція полягає у підйомі води, то гравітаційне зберігання енергії — це концепція підйому твердих мас для зберігання енергії. Декілька інноваційних компаній останніми роками працювали над цим, фактично створюючи «механічну батарею» шляхом підйому важких вантажів і подальшого їх опускання для вивільнення енергії. 2024–2025 роки стали переломним моментом, оскільки в експлуатацію були введені перші повномасштабні системи гравітаційного зберігання:
- Energy Vault, швейцарсько-американський стартап, побудував гравітаційну систему зберігання енергії потужністю 25 МВт / 100 МВт·год у Жудуні, Китай — першу у своєму роді на великому масштабі energy-storage.news. Ця система, що називається EVx, піднімає 35-тонні композитні блоки до висотної будівлі під час заряджання, а потім опускає їх, обертаючи генератори, для розрядки. До травня 2024 року вона завершила введення в експлуатацію energy-storage.news. Це перша негідроакумулююча гравітаційна система такого розміру, яка демонструє, що концепція може працювати на рівні енергомережі energy-storage.news. Генеральний директор Energy Vault Роберт Піконі підкреслив досягнення: «Ці випробування демонструють, що технологія гравітаційного зберігання енергії обіцяє відігравати ключову роль у підтримці енергетичного переходу та цілей декарбонізації Китаю, найбільшого у світі ринку зберігання енергії». energy-storage.news
- Китайський проєкт будується з місцевими партнерами за ліцензією, і на підході ще більше — у Китаї планується вісім проєктів загальною ємністю 3,7 ГВт·год energy-storage.news. Energy Vault також співпрацює з такими енергетичними компаніями, як Enel, для впровадження системи 18 МВт/36 МВт·год у Техасі, яка стане першою гравітаційною батареєю у Північній Америці enelgreenpower.com, ess-news.com.
Як це працює: Коли є надлишок електроенергії (наприклад, опівдні під час піку сонячної генерації), двигуни приводять у дію механічну кранову систему, щоб підняти десятки масивних вантажів на вершину споруди (або підняти важкі блоки на вежу). Так накопичується потенційна енергія. Пізніше, коли потрібна електроенергія, блоки опускаються, і двигуни працюють як генератори, виробляючи електрику. Коефіцієнт корисної дії циклу становить близько 75–85%, а час реакції швидкий (майже миттєве механічне включення). Це, по суті, варіація гідроакумулюючої станції без води – із використанням твердих вантажів. - Інші гравітаційні концепції: Інша компанія, Gravitricity (Велика Британія), випробувала використання занедбаних шахт для підвішування важких вантажів. У 2021 році вони провели демонстрацію потужністю 250 кВт, опускаючи 50-тонний вантаж у шахті. У майбутньому планують створити багатомегаватні системи, використовуючи існуючу шахтну інфраструктуру – розумний підхід до повторного використання. Також існують концепції залізничного гравітаційного накопичення (поїзди, що тягнуть важкі вагони вгору як спосіб зберігання енергії, як деякі прототипи в пустелі Невади), хоча це експериментальні рішення.
Переваги: Використовує дешеві матеріали (бетонні блоки, сталь, гравій тощо), потенційно тривалий термін служби (лише двигуни та крани – мінімальний знос з часом), і може масштабуватися до великої потужності. Не потребує пального чи електрохімічних обмежень, і може бути розміщена там, де можна збудувати міцну споруду або шахту. Також це дуже екологічно безпечне рішення у порівнянні з великими дамбами – немає впливу на воду чи екосистему, лише фізичний слід.
Обмеження: Менша енергетична щільність, ніж у батарей – гравітаційним системам потрібні високі споруди або глибокі шахти та багато важких блоків для зберігання значної енергії, тому площа на 1 МВт·год велика. Вартість будівництва індивідуальних споруд може бути високою (хоча Energy Vault працює над модульними конструкціями). Також може виникати питання прийняття громадою (уявіть собі 20-поверхову бетонну вежу з вантажами на горизонті). Гравітаційне накопичення перебуває на ранніх стадіях, і хоча перспективне, ще має довести свою конкурентоспроможність і надійність у довгостроковій перспективі. Станом на 2025 рік технологія ще розвивається, але вже впевнено рухається вперед із реальними впровадженнями.
Перша комерційна гравітаційна система накопичення енергії Energy Vault (25 МВт/100 МВт·год) у Жудуні, Китай, використовує величезні блоки, які піднімаються та опускаються у вежі для зберігання енергії energy-storage.news. Ця 20-поверхова споруда – перше у світі великомасштабне гравітаційне накопичення енергії без використання води.
Стиснене повітря та накопичення енергії у вигляді рідкого повітря – зберігання енергії у вигляді тиску повітря
Використання стисненого газу для зберігання енергії – ще одна відома ідея, яка зараз отримує новий поштовх до розвитку. Системи накопичення енергії на стисненому повітрі (CAES) існують із 1970-х років (дві великі станції в Німеччині та Алабамі використовують нічну електроенергію для стиснення повітря в підземні печери, а потім спалюють його з газом для виробництва електроенергії у години пік). Сучасні підходи, однак, прагнуть зробити CAES більш екологічними та ефективними, навіть без викопного палива:
- Розширене адіабатичне зберігання енергії стисненого повітря (A-CAES): Нове покоління CAES захоплює тепло, що утворюється під час стиснення повітря, і повторно використовує його під час розширення, уникаючи необхідності спалювання природного газу. Канадська компанія Hydrostor є лідером у цій сфері. На початку 2025 року Hydrostor залучила 200 мільйонів доларів інвестицій для розвитку проєктів A-CAES у Північній Америці та Австралії energy-storage.news. Вони також отримали умовну гарантію позики на 1,76 мільярда доларів від Міністерства енергетики США для масштабного проєкту в Каліфорніїenergy-storage.news. Запланований проєкт Hydrostor “Willow Rock” CAES у Каліфорнії має потужність 500 МВт / 4 000 МВт·год (8 годин), із використанням соляної печери для зберігання стисненого повітря energy-storage.news. Також у них є проєкт на 200 МВт / 1 600 МВт·год в Австралії (Broken Hill, “Silver City”), початок будівництва якого заплановано на 2025 рік energy-storage.news.
- Як працює A-CAES: Електроенергія приводить у дію компресори для стиснення повітря, але замість того, щоб випускати тепло (як це робить традиційний CAES), тепло зберігається (наприклад, Hydrostor використовує систему води та теплообмінників для захоплення тепла у замкнутому водяному контурі під тиском) energy-storage.news. Стиснене повітря зберігається, зазвичай, у герметичній підземній печері. Для розряду збережене тепло повертається у повітря (нагріваючи його), коли воно подається на турбогенератор. Завдяки рециркуляції тепла, A-CAES може досягати ефективності 60–70%, що значно краще, ніж ~40–50% у старих CAES, які втрачали тепло energy-storage.news. Також система не викидає вуглецю, якщо живиться від відновлюваної електроенергії.
- Цитата експерта: “Зберігання енергії стисненого повітря заряджається шляхом нагнітання повітря в печеру, а розряджається через систему нагріву та турбіну… У [традиційному] CAES відновлюється менше 50% енергії, оскільки теплова енергія втрачається. A-CAES зберігає це тепло для підвищення ефективності,” як пояснюється в аналізі Energy-Storage.news energy-storage.news.
- Зберігання енергії у вигляді рідкого повітря (LAES): Замість стиснення повітря до високого тиску, ви можете зріджувати повітря, надохолоджуючи його до -196 °C. Рідке повітря (переважно рідкий азот) зберігається в ізольованих резервуарах. Для виробництва електроенергії рідину перекачують і випаровують назад у газ, який розширюється через турбіну. Британська компанія Highview Power є піонером цієї технології. У жовтні 2024 року Highview оголосила про проєкт LAES потужністю 2,5 ГВт·год у Шотландії, який, як стверджується, є найбільшим у світі заводом зі зберігання енергії у вигляді рідкого повітря, що перебуває на стадії розробки energy-storage.news. Перший міністр Шотландії Джон Свінні високо оцінив це: «Створення найбільшого у світі об’єкта зберігання енергії у вигляді рідкого повітря в Ейрширі демонструє, наскільки цінною є Шотландія для забезпечення низьковуглецевого майбутнього…» energy-storage.news. Ця станція (у Гантерстоні) забезпечить критично важливе зберігання для офшорної вітроенергетики та допоможе вирішити обмеження мережі energy-storage.news.
- Highview вже експлуатує демонстраційну LAES-установку потужністю 5 МВт / 15 МВт·год поблизу Манчестера з 2018 року energy-storage.news. Новий масштабний проєкт у Шотландії (50 МВт протягом 50 годин = 2,5 ГВт·год) свідчить про впевненість у життєздатності цієї технології. Highview також залучила 300 мільйонів фунтів стерлінгів у 2024 році (за підтримки Інфраструктурного банку Великої Британії та інших), щоб побудувати LAES на 300 МВт·год у Манчестері та започаткувати цей більший парк en.wikipedia.org.
- Переваги LAES: Використовує доступні компоненти (промислове обладнання для зрідження та розширення повітря), а рідке повітря має високу енергетичну щільність для механічного зберігання (набагато компактніше, ніж порожнина CAES, хоча менш щільне, ніж акумулятори). Може розміщуватися майже будь-де й не містить екзотичних матеріалів. Прогнозована ефективність — близько 50–70%, і може забезпечувати тривале зберігання (від годин до днів) за допомогою великих резервуарів.
- LAES також може виробляти дуже холодне повітря як побічний продукт, яке можна використовувати для охолодження або підвищення ефективності виробництва електроенергії (дизайн Highview інтегрує деякі з цих синергій). Шотландський проєкт отримав державну підтримку через новий ринковий механізм cap-and-floor для довготривалого зберігання, що свідчить про те, що політика починає підтримувати такі проєктиenergy-storage.news.
Переваги (для CAES і LAES): Можливість тривалого зберігання (від кількох годин до десятків годин), використання дешевого робочого матеріалу (повітря!), можливість будівництва у великому масштабі для підтримки мережі, а також тривалий життєвий цикл. Вони також природно забезпечують певну інерцію для мережі (обертові турбіни), що допомагає стабільності. Не використовують токсичних матеріалів і не мають ризику займання.
Обмеження: Нижчий коефіцієнт корисної дії (round-trip efficiency), ніж у електрохімічних батарей (якщо тільки відпрацьоване тепло не використовується в іншому місці). CAES потребує відповідних геологічних умов для створення каверн (хоча існують і надземні резервуари CAES для малих масштабів). LAES вимагає роботи з дуже холодними рідинами і має певні втрати через випаровування при тривалому зберіганні. Обидві технології капіталомісткі – вони мають сенс у великому масштабі, але не такі модульні, як батареї. У 2025 році ці технології на межі комерціалізації, а проєкти Highview та Hydrostor є ключовими тестовими кейсами. Якщо вони досягнуть цільових показників продуктивності та вартості, вони можуть зайняти цінну нішу для масового переміщення енергії у кінці 2020-х і далі.
Концепт-арт запланованого проєкту Hydrostor з передової акумуляції енергії стисненим повітрям на 4 ГВт·год у Каліфорнії energy-storage.news. Такі установки A-CAES зберігають енергію шляхом закачування повітря в підземні каверни та можуть забезпечувати понад 8 годин електроенергії, допомагаючи балансувати мережу під час тривалих перерв у виробництві відновлюваної енергії.
Маховики та інші механічні системи накопичення
Маховики: Ці пристрої зберігають енергію у вигляді кінетичної енергії шляхом обертання масивного ротора на високих швидкостях у середовищі з низьким тертям. Вони можуть заряджатися та розряджатися за секунди, що робить їх чудовими для підтримки якості електроенергії та регулювання частоти мережі. Сучасні маховики (з композитними роторами та магнітними підшипниками) вже використовуються для підтримки мережі – наприклад, маховикова станція потужністю 20 МВт (Beacon Power) у Нью-Йорку вже багато років допомагає стабілізувати частоту. Маховики мають обмежену тривалість зберігання енергії (зазвичай повністю розряджаються за кілька хвилин), тому вони не підходять для довгострокового зберігання, але для коротких імпульсів і швидкої реакції вони незамінні. У 2024–25 роках тривають дослідження щодо маховиків з більшою ємністю і навіть інтегрованих систем (наприклад, маховики у поєднанні з батареями для обробки швидких перехідних процесів). Їх також використовують у таких об’єктах, як дата-центри, для безперебійного живлення (забезпечуючи резервне живлення на кілька секунд до запуску генераторів).
Інші екзотичні ідеї: Інженери креативні – існують пропозиції щодо накопичення енергії за допомогою плаваючих вантажів (використання глибоких шахт або навіть підводних мішків у океані), теплового накопичення з використанням теплових насосів (зберігання енергії у вигляді різниці температур у матеріалах, а потім перетворення назад в електроенергію за допомогою теплового двигуна – це пов’язано з темою теплового накопичення, яку розглянемо далі), а також систем буїв-дзвонів (стиснене повітря під буями в океані). Хоча це цікаво, більшість із цих ідей у 2025 році залишаються експериментальними. Загальна ідея полягає в тому, що механічне накопичення використовує основи фізики і часто має довговічність і масштабованість – що робить його важливим доповненням до швидко розвиваючогося світу батарей.
Теплове накопичення енергії: тепло як батарея
Не все накопичення енергії стосується електроенергії безпосередньо – зберігання теплової енергії (тепла або холоду) є важливою стратегією як для електроенергетичних систем, так і для потреб опалення/охолодження. Теплове накопичення енергії (TES) передбачає захоплення енергії в нагрітому або охолодженому середовищі з подальшим її використанням. Це може допомогти вирівняти споживання енергії та інтегрувати відновлювані джерела, особливо там, де попит на тепло значний (будівлі, промисловість).Розплавлена сіль і високотемпературне теплове накопичення
Однією з перевірених форм TES є сонячні електростанції з концентрованою енергією (CSP), які часто використовують розплавлені солі для зберігання тепла від сонця. CSP-станції (наприклад, відома Noor у Марокко або Ivanpah у Каліфорнії) фокусують сонячне світло за допомогою дзеркал для нагрівання рідини (олії або розплавленої солі) до високих температур (500+ °C). Це тепло можна зберігати в ізольованих резервуарах з розплавленою сіллю протягом кількох годин і потім використовувати для виробництва пари для турбін уночі. Зберігання в розплавленій солі комерційно використовується і забезпечує кілька гігават-годин накопичення на CSP-об’єктах по всьому світу, дозволяючи деяким сонячним станціям постачати електроенергію після заходу сонця (зазвичай 6–12 годин накопичення).
Окрім CSP, з’являються системи електричного теплового накопичення:
- Електричне теплове накопичення енергії (ETES): Ці системи використовують надлишкову електроенергію для нагрівання матеріалу (наприклад, недорогого каміння, піску або бетону) до високої температури, а потім запускають тепловий двигун (наприклад, паровий цикл або новий перетворювач тепла в електроенергію), щоб повернути електроенергію. Такі компанії, як Siemens Gamesa, побудували пілотний ETES у Німеччині, де вулканічне каміння нагрівали до ~750 °C за допомогою резисторних спіралей, зберігаючи ~130 МВт·год тепла, а потім повертали його у вигляді парової енергії. Хоча цей пілотний проєкт завершено, він довів, що концепція працює.
- «Піщані батареї»: У 2022 році фінський стартап Polar Night Energy привернув увагу ЗМІ своїм тепловим накопиченням на основі піску – по суті, це великий ізольований силос із піском, який нагрівається резистивними елементами. У 2023–2024 роках вони масштабували цю технологію: піщана батарея потужністю 1 МВт / 100 МВт·год була введена в експлуатацію у Фінляндії polarnightenergy.com, pv-magazine.com. Пісок нагрівається до ~500 °C за допомогою дешевої відновлюваної енергії, а накопичене тепло використовується для централізованого опалення взимку. Пісок дешевий і є чудовим середовищем для зберігання тепла (у добре ізольованому силосі він може зберігати тепло тижнями з мінімальними втратами). Це не для виробництва електроенергії, але вирішує питання сезонного зберігання відновлюваної енергії, переносячи літню сонячну енергію (у вигляді тепла) на зимовий попит на опалення. Це називають «дуже фінською річчю» – зберігати тепло від безсонячних місяців у вигляді теплого піщаного бункера! euronews.com.
Переваги: Теплове зберігання часто використовує дешеві матеріали (солі, пісок, вода, каміння) і може масштабуватися до великих об’ємів за відносно низькою вартістю за кВт·год. Для забезпечення тепла це може бути надзвичайно ефективно (наприклад, резистивний нагрів середовища з подальшим прямим використанням цього тепла має ефективність понад 90% для опалення). Це має вирішальне значення для декарбонізації опалення: замість викопного палива відновлювані джерела можуть заряджати теплові акумулятори, які потім забезпечують промислові процеси або опалення будівель за потреби.
Обмеження: Якщо мета — знову перетворити тепло в електроенергію, теплові цикли обмежені ефективністю Карно, тому загальна ефективність циклу може становити 30–50%. Тому ТЕС як частина електропостачання має сенс лише за наявності дуже дешевого надлишкового струму (або якщо це дає переваги когенерації, як-от комбіноване виробництво тепла й електроенергії). Але для чисто теплових потреб теплове зберігання є дуже ефективним. Також для зберігання тепла на дуже тривалі періоди (сезонно) потрібна надзвичайно хороша ізоляція або термохімічне зберігання (з використанням зворотних хімічних реакцій для зберігання тепла).
Матеріали з фазовим переходом (PCM) і кріогенне охолодження
Ще один підхід: матеріали з фазовим переходом зберігають енергію під час плавлення або замерзання при цільовій температурі (накопичення прихованої теплоти). Наприклад, зберігання льоду використовується в деяких великих будівлях: охолоджують воду до льоду вночі (використовуючи нічний дешевий струм), а потім розтоплюють для кондиціонування повітря вдень, зменшуючи пікове споживання електроенергії. Аналогічно, PCM, такі як різні солі, воски або метали, можуть зберігати тепло в певних температурних діапазонах для промислового використання або навіть усередині батарей електромобілів (для керування тепловими навантаженнями).
З холодного боку, такі технології, як кріогенне зберігання енергії, перетинаються з тим, що ми описували як LAES – по суті, зберігання енергії у вигляді дуже холодного рідкого повітря. Їх також можна вважати тепловими, оскільки вони залежать від поглинання тепла під час кипіння рідини та переходу в газ.
Теплове зберігання енергії в будівлях і промисловості
Варто зазначити, що побутове теплове зберігання тихо поширене: прості електричні бойлери фактично є тепловими батареями (нагрівають воду електрикою, коли струм дешевий, зберігають для використання за потреби). Програми «розумної» мережі все частіше використовують бойлери для поглинання надлишкової сонячної чи вітрової енергії. Деякі будинки в Європі мають теплові батареї, які використовують матеріали, як-от гідрати солей, для зберігання тепла від теплового насоса чи резистора з подальшим вивільненням.
У промисловості високотемпературне ТЕС може захоплювати відпрацьоване тепло від процесів або забезпечувати високотемпературне тепло на вимогу із збереженої енергії (наприклад, скляна та сталеливарна промисловість досліджують теплові цеглини або зберігання розплавленого металу для забезпечення стабільного тепла від змінних відновлюваних джерел).
Усі ці теплові методи доповнюють електричне зберігання – поки батареї та електрохімічні системи відповідають за балансування електроенергії, теплове зберігання вирішує велике завдання декарбонізації тепла і створює буфер для енергосистеми в іншому вимірі. У 2025 році теплове зберігання може не отримувати стільки уваги, але це важлива частина головоломки, часто енергоефективніше зберігати тепло для потреб опалення, ніж усе переводити в електрику.
Водень і Power-to-X: зберігання енергії в молекулах
Один із найбільш обговорюваних «альтернативних» носіїв енергії — це водень. Коли є надлишок відновлюваної електроенергії, її можна використати в електролізері для розщеплення води з утворенням водню (цей процес називається Power-to-Hydrogen). Газоподібний водень потім можна зберігати й пізніше перетворювати назад на електроенергію за допомогою паливних елементів або турбін — або використовувати безпосередньо як паливо, для опалення чи в промисловості. Водень по суті є крос-секторальним носієм енергії, що поєднує електроенергетику, транспорт і промисловість.Зелений водень для сезонного та довготривалого зберігання
Зелений водень (виготовлений шляхом електролізу води з використанням відновлюваної енергії) набув великого розмаху у 2024 році:
- Уряд США запустив програму на 7 мільярдів доларів для створення Регіональних центрів чистого водню, фінансуючи великі проєкти по всій країні energy-storage.news. Мета — дати поштовх водневій інфраструктурі, зокрема для зберігання відновлюваної енергії та забезпечення резервного живлення. Наприклад, один із центрів у штаті Юта (проєкт ACES Delta) використовуватиме надлишок енергії вітру/сонця для виробництва водню та зберігатиме його в підземних соляних кавернах — до 300 ГВт·год зберігання енергії у вигляді водню, чого достатньо для сезонного балансування energy-storage.news. За підтримки Mitsubishi Power та інших, ACES планує подавати водень у спеціалізовані газові турбіни для виробництва електроенергії під час пікового попиту або нестачі відновлюваної енергії energy-storage.news. Цей проєкт, який має стати одним із найбільших у світі об’єктів для зберігання енергії, ілюструє потенціал водню для масштабного, довготривалого зберігання, недосяжного для жодної батарейної ферми.
- Європа також налаштована оптимістично: наприклад, у Німеччині реалізуються проєкти з енергетичними компаніями (LEAG, BASF тощо), які поєднують відновлювану енергію зі зберіганням водню energy-storage.news. Вони вважають водень ключовим для балансування мережі протягом тижнів і місяців, а не лише годин. Уряди фінансують заводи з виробництва електролізерів і починають планувати водневі трубопровідні мережі, фактично створюючи нову інфраструктуру для зберігання та транспортування енергії паралельно з природним газом.
- Цитата з галузі: «Зелений водень може використовуватися як для промислових, так і для енергетичних цілей, зокрема у поєднанні з накопиченням енергії», зазначає аналітика Solar Media energy-storage.news. У ній підкреслюється, що енергетичні компанії впроваджують проєкти, «які поєднують акумуляторне зберігання та зелений водень», забезпечуючи подвійний ефект коротко- та довгострокового зберігання energy-storage.news.
Як працює зберігання водню: На відміну від акумулятора чи резервуара, які безпосередньо зберігають енергію, водень є носієм енергії. Ви витрачаєте електроенергію для створення газу H₂, зберігаєте цей газ (у резервуарах, підземних кавернах або через хімічні носії, такі як аміак), а потім отримуєте енергію, окислюючи водень (спалюючи його в турбіні або використовуючи у паливному елементі для виробництва електроенергії та води). ККД повного циклу відносно низький – зазвичай лише ~30–40% при переході електроенергія→H₂→електроенергія. Однак, якщо водень використовується для інших цілей (наприклад, для заправки паливних елементів транспортних засобів або виробництва добрив), ці «втрати» не є марними. А якщо у вас є великі надлишки відновлюваної енергії (наприклад, вітряний місяць), перетворення її на водень, який можна зберігати місяцями, має сенс, коли акумулятори саморозряджаються або стають непрактично великими.
Основні віхи 2024–2025 років:
- Уряди встановлюють цілі щодо потужності електролізерів на десятки ГВт. Наприклад, ЄС прагне досягти 100 ГВт електролізерів до 2030 року. До 2025 року десятки великих проєктів електролізерів (масштабу 100 МВт) вже будуються.
- Каверни для зберігання водню: Окрім проєкту в Юті, подібне зберігання у соляних кавернах планується у Великій Британії та Німеччині. Соляні каверни десятиліттями використовувалися для зберігання природного газу; тепер у них можна зберігати водень. Кожна каверна може вміщувати величезні об’єми H₂ під тиском – каверни в Юті (дві з них) розраховані на 300 ГВт·год, що приблизно дорівнює 600 найбільшим у світі акумуляторним батареям.
- Паливні елементи та турбіни: З боку перетворення компанії, такі як GE та Siemens, розробили турбіни, які можуть спалювати водень або суміші водню з природним газом для виробництва електроенергії, а виробники паливних елементів (наприклад, Bloom Energy) впроваджують великі стаціонарні паливні елементи, які можуть використовувати водень за наявності. Ця технологія забезпечує, що коли ми дістаємо водень зі сховища, ми можемо ефективно перетворювати його назад у електроенергію для мережі.
Переваги: Практично необмежений термін зберігання – водень можна зберігати в резервуарі або під землею необмежено довго без саморозряду. Сезонне зберігання – це головна перевага: ви можете зберігати сонячну енергію з літа для використання взимку через водень (те, чого батареї не можуть економічно забезпечити у великих масштабах). Водень також є багатофункціональним – його можна використовувати для декарбонізації секторів поза електроенергетикою (наприклад, як паливо для вантажівок, сировину для промисловості, резерв для мікромереж). Крім того, ємність для зберігання енергії величезна; наприклад, одна велика соляна печера може містити достатньо водню для виробництва сотень ГВт·год електроенергії – це значно більше, ніж будь-яка окрема батарейна установка сьогодніenergy-storage.news.
Обмеження: Низький ККД циклу, як зазначено вище. Також водень – складний газ для поводження: він має дуже низьку густину (тому потребує стиснення або зрідження, що вимагає енергії) і може викликати крихкість металів з часом. Інфраструктура для водню (трубопроводи, компресори, системи безпеки) потребує величезних інвестицій – це подібно до створення нової газової галузі з нуля, але з деякими іншими технологіями. Економіка наразі складна: вартість “зеленого” водню була високою, хоча вона знижується завдяки дешевшим ВДЕ та масштабуванню. Дослідження Гарварду навіть попереджало, що зелений водень може залишатися дорожчим, ніж очікувалося, без значних інновацій news.harvard.edu. Але багато урядів субсидують зелений водень (наприклад, у США діють податкові кредити на виробництво до $3/кг H₂ згідно з Inflation Reduction Act).
Power-to-X: Іноді ми говоримо power-to-X, маючи на увазі водень і більше – наприклад, виробництво аміаку (NH₃) із зеленого водню (аміак легше зберігати й транспортувати, його можна спалювати для отримання енергії або використовувати як добриво), або виробництво синтетичного метану, метанолу чи інших палив із зеленого водню та уловленого CO₂. Це, по суті, хімічно накопичена енергія, яка може замінити викопне паливо. Наприклад, зелений аміак може використовуватися у майбутніх електростанціях або на суднах – аміак містить водень у більш енергоємній рідкій формі. Такі перетворення додають складності та втрат енергії, але дозволяють використовувати існуючу паливну інфраструктуру для зберігання й транспортування.
Підсумовуючи, водень виділяється як середовище для зберігання дуже великих обсягів і на тривалий термін – це доповнення до батарей (які забезпечують щоденний цикл) та інших способів зберігання. У 2025 році ми бачимо першу масштабну інтеграцію водневого зберігання в енергосистемах: наприклад, проєкт ACES в Юті, який “перевершує наявні сьогодні рішення для тривалого зберігання”, маючи на меті справжнє сезонне зберігання energy-storage.news. Це захоплююча межа, по суті використання хімії для “консервування” зеленої енергії на той час, коли вона найбільше потрібна.
Мобільне та транспортне зберігання: інновації батарей для електромобілів і Vehicle-to-Grid
Зберігання енергії на ходу – в електромобілях, громадському транспорті та портативній електроніці – є величезною частиною цієї тенденції. До 2025 року продажі електромобілів (EV) стрімко зростають, і кожен електромобіль по суті є великою батареєю на колесах. Це має хвильовий ефект на технології зберігання енергії і навіть на те, як ми керуємо енергомережами:
- Досягнення в батареях для електромобілів: Ми обговорювали твердотільні та інші хімічні технології, які в основному розвиваються у пошуках кращих батарей для електромобілів (більший запас ходу, швидша зарядка). У найближчій перспективі електромобілі 2024–2025 років отримують вигоду від поступових удосконалень літій-іонних батарей: катоди з більшим вмістом нікелю для преміальних моделей з великим запасом ходу, тоді як багато масових моделей тепер використовують LFP-батареї для економії коштів і довговічності. Наприклад, Tesla та кілька китайських автовиробників широко впровадили LFP у стандартних моделях. LFP «Blade Battery» від BYD (тонкий, модульний формат LFP з підвищеною безпекою) продовжує отримувати схвальні відгуки – у 2024 році BYD навіть почала постачати Blade батареї для Tesla для використання в деяких автомобілях.
- Швидша зарядка: Впроваджуються нові анодні матеріали (наприклад, композити кремній-графіт), які дозволяють швидші швидкості зарядки. Одним із помітних продуктів є швидкозарядна LFP-батарея Shenxing від CATL, представлена у 2023 році, яка, за повідомленнями, може додати 400 км пробігу за 10 хвилин зарядки pv-magazine-usa.com. Мета – зменшити тривогу щодо запасу ходу і зробити зарядку електромобіля майже такою ж швидкою, як заправка бензином. До 2025 року кілька моделей електромобілів можуть заряджатися на потужності 250+ кВт (за умови, що зарядна станція це дозволяє), завдяки покращеному тепловому менеджменту батарей і конструкції.
- Заміна батарей та інші формати: У деяких регіонах (Китай, Індія) досліджується заміна батарей для електроскутерів або навіть автомобілів. Це вимагає стандартизованих конструкцій батарей і має наслідки для зберігання (зарядка багатьох батарей поза транспортом). Це нішевий, але помітний підхід до «мобільного зберігання», коли батарея може час від часу від’єднуватися від транспортного засобу.
Vehicle-to-Grid (V2G) та батареї другої життєвої фази:
- V2G: З поширенням електромобілів концепція їх використання як розподіленої мережі зберігання стає реальністю. Багато нових електромобілів і зарядних пристроїв підтримують функціонал vehicle-to-grid або vehicle-to-home – тобто електромобіль може віддавати енергію назад, коли це потрібно. Наприклад, електричний пікап Ford F-150 Lightning може живити будинок кілька днів під час відключення електроенергії завдяки великій батареї. Комунальні служби проводять пілотні проєкти, де електромобілі, підключені на роботі чи вдома, можуть реагувати на сигнали мережі та віддавати невеликі обсяги енергії для балансування мережі чи зменшення пікових навантажень. У 2025 році в деяких регіонах з високим рівнем впровадження електромобілів (наприклад, Каліфорнія, частини Європи) вдосконалюються регулювання та технології для V2G. Якщо це стане масовим, мільйони автомобілів фактично перетворяться на гігантську колективну батарею, до якої оператори мережі можуть підключатися – значно збільшуючи ефективну ємність зберігання без будівництва нових спеціалізованих батарей. Власники навіть можуть заробляти, продаючи енергію назад під час пікових цін.
- Батареї «другого життя»: Коли ємність батареї електромобіля знижується до ~70-80% після багатьох років використання, вона може вже не забезпечувати достатній запас ходу для поїздок, але все ще цілком підходить для стаціонарного зберігання енергії (де вага/простір менш критичні). У 2024 році з’явилося більше проєктів із перепрофілювання відпрацьованих батарей електромобілів для домашніх або мережевих систем зберігання. Наприклад, Nissan використовує старі батареї Leaf для великих стаціонарних сховищ, які живлять вуличне освітлення та будівлі в Японії. Таке повторне використання відкладає відправку батареї на переробку та забезпечує дешеве зберігання (оскільки батарея вже оплачена під час першого використання). Це також вирішує екологічні питання, дозволяючи отримати більше користі перед утилізацією. До 2025 року ринок батарей «другого життя» зростає: компанії зосереджуються на діагностиці, відновленні та впровадженні використаних батарей у домашні сонячні системи або промислові системи згладжування пікових навантажень.
Переваги для мережі та споживачів: Злиття транспорту та зберігання означає, що енергетичне зберігання стало всюдисущим. Власники електромобілів отримують резервне живлення і, можливо, дохід через V2G, а надійність мережі може покращитися завдяки використанню цього гнучкого ресурсу. Крім того, масове виробництво батарей для електромобілів знижує вартість усіх батарей (ефект масштабу), що частково пояснює здешевлення стаціонарних батарей energy-storage.news. Державні стимули, такі як податкові пільги на домашні акумуляторні системи та субсидії на купівлю електромобілів, ще більше прискорюють впровадження.
Виклики: Необхідно гарантувати, що V2G не буде надто швидко зношувати батареї електромобілів (розумне керування може мінімізувати додатковий знос). Також координація мільйонів транспортних засобів вимагає надійних стандартів зв’язку та кібербезпеки для безпечного управління цим роєм активів. Стандарти, такі як ISO 15118 (для комунікації під час заряджання електромобілів), допомагають забезпечити послідовну роботу V2G у різних виробників. Щодо використання батарей «другого життя» – через різний стан використаних батарей системи мають працювати з модулями різної продуктивності, а гарантії та стандарти ще розвиваються.
Втім, до 2025 року мобільність і зберігання — це дві сторони однієї медалі: межа між «батареєю електромобіля» та «мережевою батареєю» розмивається, і автомобілі потенційно можуть слугувати домашніми накопичувачами енергії, а енергетичні компанії розглядати автопарки електромобілів як частину своїх активів. Це захопливий розвиток, що дозволяє використовувати наявні ресурси для збільшення загальної ємності зберігання в енергосистемі.
Думки експертів та галузеві перспективи
Для повноти картини ось кілька думок енергетичних експертів, дослідників і політиків щодо стану енергетичного зберігання у 2025 році:
- Елісон Вайс, глобальна керівниця напряму зберігання енергії у Wood Mackenzie, зазначила, що 2024 рік став рекордним, а попит на системи зберігання продовжує зростати, щоб «забезпечити надійність і стабільність енергетичних ринків» у міру додавання відновлюваних джерел енергії woodmac.com. Вона підкреслила, що нові ринки, такі як Близький Схід, активно розвиваються: Саудівська Аравія готується увійти до топ-10 країн за обсягами впровадження систем зберігання до 2025 року завдяки масштабним планам із сонячної та вітрової енергетики у поєднанні з акумуляторами woodmac.com. Це свідчить про те, що зберігання енергії — це вже не лише гра для багатих країн, а глобальний тренд, що набирає обертів.
- Роберт Піконі (CEO Energy Vault), як уже згадувалося, наголосив на потенціалі нових технологій: «гравітаційне зберігання енергії… обіцяє відігравати ключову роль у підтримці енергетичного переходу та досягненні цілей декарбонізації»energy-storage.news. Це відображає оптимізм щодо того, що альтернативи літій-іонним технологіям (наприклад, гравітаційні чи інші) розширять інструментарій для чистої енергетики.
- Михайло Нікомаров, експерт із проточних акумуляторів, прокоментував великий китайський проєкт у цій сфері, зауваживши з жалем, що подібний масштаб «має місце лише в Китаї»energy-storage.news. Він підкреслює реальність: державна підтримка та промислова стратегія (як у Китаї) можуть визначати долю впровадження нових, капіталомістких технологій зберігання. Західним ринкам, можливо, також потрібні подібно сміливі кроки для впровадження проточних акумуляторів, CAES тощо, а не лише літію.
- Кертіс ВанВаллегем, CEO Hydrostor, прокоментував велике інвестування: «Ця інвестиція — ще один вотум довіри до технології Hydrostor [A-CAES] і нашої здатності виводити проєкти на ринок… ми раді постійній підтримці наших інвесторів». energy-storage.news. Його ентузіазм відображає ширший приплив капіталу у стартапи довготривалого зберігання енергії у 2024–25 роках. Аналогічно, Form Energy залучила понад 450 мільйонів доларів у 2023 році для створення своїх залізо-повітряних акумуляторів, серед інвесторів — Breakthrough Energy Ventures Білла Гейтса. Така підтримка з боку урядів і венчурного капіталу пришвидшує комерціалізацію нових технологій зберігання.
- Уряди також висловлюються активно. Наприклад, Дженніфер Ґранголм, міністерка енергетики США, під час церемонії закладання заводу Form Energy підкреслила, що багатоденне зберігання є критично важливим для заміни вугілля та газу, роблячи відновлювану енергетику надійною протягом усього року energy-storage.news. У Європі комісар ЄС з питань енергетики назвав зберігання «відсутньою ланкою енергетичного переходу», закликаючи встановити цілі зі зберігання енергії поряд із цілями щодо відновлюваних джерел.
- Міжнародне енергетичне агентство (IEA) у своїх звітах наголошує, що для досягнення кліматичних цілей потрібен вибуховий ріст впровадження систем зберігання. IEA зазначає, що хоча батареї домінують у нинішніх планах, ми також повинні інвестувати в довготривалі рішення для глибокої декарбонізації. Вони прогнозують, що лише США можуть потребувати 225–460 ГВт довготривалого зберігання до 2050 року для досягнення нульового балансу викидів у енергосистемі rff.org, що значно перевищує нинішні рівні. Це підкреслює масштаб майбутнього зростання – і можливість для всіх технологій, які ми обговорювали, взяти участь у цьому процесі.
- З точки зору екології, дослідники наголошують на важливості сталого розвитку протягом усього життєвого циклу. Д-р Анніка Вернерманн, стратег у сфері сталого розвитку, висловилася коротко: «В основі енергетичних рішень лежить турбота про вплив на людину. Споживачі обирають продукти, які не пов’язані з конфліктами, є сталими… Довіра має вирішальне значення – люди готові платити більше компаніям, які віддають перевагу сталим матеріалам.» enerpoly.com. Ця думка спонукає компанії зі зберігання енергії робити свої батареї більш екологічними – через переробку, чистіші хімічні склади (наприклад, LFP без кобальту або органічні поточні батареї) та прозорі ланцюги постачання.
Підсумовуючи, експертський консенсус полягає в тому, що зберігання енергії вже не є нішевим рішенням – воно стало центральною частиною енергосистеми, а 2025 рік стане переломним моментом, коли впровадження систем зберігання прискорюється та урізноманітнюється. Політики створюють ринки та стимули (від платежів за резервну потужність для зберігання до прямих вимог щодо закупівель), щоб стимулювати розвиток зберігання. Один із прикладів: Каліфорнія тепер вимагає, щоб нові сонячні проекти включали зберігання або іншу підтримку мережі, а кілька штатів США та європейських країн встановили цілі щодо закупівлі систем зберігання для своїх енергокомпаній rff.orgrff.org.
Висновок: переваги, виклики та шлях уперед
Як ми вже бачили, ландшафт зберігання енергії у 2025 році багатий і стрімко розвивається. Кожна технологія – від літієвих батарей до гравітаційних веж, від резервуарів з розплавленою сіллю до водневих печер – пропонує унікальні переваги та вирішує конкретні завдання:- Літій-іонні батареї забезпечують швидке, гнучке зберігання для будинків, автомобілів і енергомереж, і їхня вартість продовжує знижуватися energy-storage.news. Вони є основою щоденного управління відновлюваною енергією сьогодні.
- Нові хімічні склади батарей (твердотільні, натрій-іонні, проточні батареї тощо) розширюють можливості – прагнучи до безпечніших, довговічніших або дешевших рішень, щоб доповнити й зрештою зменшити навантаження на літій. Вони обіцяють подолати обмеження сучасних літій-іонних батарей (ризик займання, обмеженість ресурсів, вартість для тривалого зберігання) у найближчі роки.
- Механічні та теплові системи виконують важку роботу для масштабних і тривалих потреб. Гідроакумулюючі станції залишаються тихим гігантом, а новатори, такі як гравітаційне зберігання Energy Vault і рідкоповітряне зберігання Highview, приносять інновації у класичну фізику, відкриваючи можливості зберігати гігават-години лише за допомогою бетонних блоків або рідкого повітря.
- Водень і технології Power-to-X поєднують електроенергію з паливом, пропонуючи шлях для зберігання надлишкової зеленої енергії на місяці та забезпечення важкодекарбонізованих секторів. Водень поки що поступається за ефективністю повного циклу, але його багатофункціональність і величезна ємність для зберігання надають йому ключову роль у майбутньому з нульовими викидами energy-storage.news.
- Мобільне зберігання в електромобілях революціонізує транспорт і навіть наше уявлення про зберігання в мережі (оскільки електромобілі стають активами для мережі). Зростання цього сектору є потужним рушієм технологічного розвитку та зниження вартості, що поширюється на всі види зберігання.
Переваги у фокусі: Усі ці технології разом забезпечують чистішу, надійнішу та стійкішу енергосистему. Вони допомагають інтегрувати відновлювану енергію (спростовуючи старе уявлення, що вітер і сонце надто нестабільні), зменшують залежність від пікових електростанцій на викопному паливі, забезпечують резервне живлення під час надзвичайних ситуацій і навіть знижують витрати, згладжуючи пікові ціни на електроенергію. Стратегічне впровадження зберігання також дає екологічні переваги – скорочення викидів парникових газів шляхом заміни газових/дизельних генераторів і покращення якості повітря (наприклад, акумуляторні автобуси та вантажівки усувають дизельні викиди). Економічно бум зберігання породжує нові галузі та робочі місця – від гігафабрик батарей до заводів електролізерів для водню й далі.
Обмеження та виклики: Незважаючи на вражаючий прогрес, залишаються виклики. Вартість все ще є фактором, особливо для нових технологій – багатьом із них потрібно подальше масштабування та навчання, щоб стати конкурентоспроможними за ціною. Політика та дизайн ринку мають наздоганяти: енергетичні ринки повинні винагороджувати зберігання енергії за весь спектр послуг, які воно надає (потужність, гнучкість, допоміжні послуги). У деяких регіонах досі немає чітких правил для таких речей, як агрегування батарей або V2G, що може уповільнювати впровадження. Обмеження ланцюга постачання для критично важливих матеріалів (літій, кобальт, рідкоземельні елементи) також можуть стати проблемою, якщо їх не пом’якшити за допомогою переробки та альтернативних хімічних складів. Крім того, забезпечення сталого виробництва систем зберігання – мінімізація екологічного сліду видобутку та виробництва – є ключовим для виконання обіцянки чистої енергії.
Подальший шлях у 2025 році та далі, ймовірно, передбачає:
- Масштабування у великих обсягах: Світ рухається до встановлення сотень гігават-годин нових систем зберігання у найближчі кілька років. Наприклад, один аналіз передбачає, що глобальні впровадження батарей зростуть у 15 разів до 2030 року enerpoly.com. Проєкти для мережі стають більшими (у 2025 році будують кілька батарей по кілька сотень МВт) і різноманітнішими (включаючи більше систем на 8–12 годин).
- Гібридні системи: Поєднання технологій для покриття різних потреб – наприклад, гібридні системи батарея+суперконденсатор для високої енергії та високої потужності hfiepower.com, або проєкти, що інтегрують батареї з воднем, як це видно у Каліфорнії та Німеччині energy-storage.news. Рішення “все з перерахованого” забезпечать надійність (батареї для швидкої реакції, водень для тривалої роботи тощо).
- Фокус на тривалій роботі: Зростає розуміння, що лише 4-годинні батареї не вирішать проблему багатоденних періодів без відновлюваної енергії. Очікуйте значних інвестицій і, можливо, проривів у сфері тривалого зберігання (можливо, ми побачимо залізо-повітряні батареї Form Energy у промислових масштабах або успішний проєкт поточної батареї на 24+ години поза межами Китаю). Уряди, як-от Австралія, вже обговорюють політику для спеціальної підтримки проєктів LDES (довготривале зберігання енергії) energy-storage.news.
- Розширення можливостей споживачів: Більше домогосподарств і бізнесів впроваджуватимуть системи зберігання – або напряму (купуючи домашні батареї), або опосередковано (через електромобілі чи спільні енергетичні схеми). Віртуальні електростанції (мережі домашніх батарей і електромобілів, керовані програмним забезпеченням) розширюються, даючи споживачам роль на енергетичних ринках і у надзвичайних ситуаціях.
Революція у енергетичному зберіганні вже триває, і її вплив відчує кожен – коли світло у вашому домі не згасне під час бурі завдяки резервній батареї, коли ваша поїздка на роботу буде забезпечена енергією вітру, накопиченою минулої ночі у вашому авто, або коли повітря у вашому місті стане чистішим, бо пікові електростанції були виведені з експлуатації. Виклики залишаються, але станом на 2025 рік траєкторія очевидна: зберігання стає дешевшим, розумнішим і більш поширеним, освітлюючи шлях до енергетичного майбутнього без викидів вуглецю, де ми дійсно можемо покладатися на відновлювані джерела коли завгодно.
Джерела:
- Wood Mackenzie – «Energy storage: 5 trends to watch in 2025» woodmac.comwoodmac.com
- International Hydropower Association – 2024 World Hydropower Outlook nha2024pshreport.com
- Enerpoly Blog – «Future of Energy Storage: 7 Trends» (IEA 2030 projection) enerpoly.com
- Energy-Storage.news – Різні статті про технологічні розробки:
– Ціни на літій-іонні батареї знизилися на 20% у 2024 році energy-storage.news
– Нові розробки натрій-іонних батарей від CATL, BYD ess-news.comess-news.com
– Rongke Power завершує 700 МВт·год ванадієву проточну батарею energy-storage.news
– Проєкт гравітаційного зберігання енергії Energy Vault у Китаї energy-storage.news
– Проєкти Hydrostor A-CAES та кредит DOE energy-storage.news (та зображення energy-storage.news)
– Highview Power 2,5 ГВт·год зберігання енергії у вигляді рідкого повітря в Шотландії energy-storage.news
– Пілотний запуск залізо-повітряної батареї Form Energy energy-storage.news - Пресреліз Lyten – Зразки літій-сірчаної батареї класу A для Stellantis lyten.comlyten.com
- Electrek – Toyota підтверджує плани щодо твердотільних батарей (запас ходу 750 миль) electrek.coelectrek.co
- PV Magazine/ESS News – CATL та BYD щодо натрій-іонних батарей ess-news.com
- Звіт RFF – «Charging Up: State of U.S. Storage» (потреба DOE у довготривалому зберіганні) rff.org
(Усі посилання відкриті та інформація перевірена у 2024–2025 роках.)
