מהפכת אגירת האנרגיה 2025: סוללות פורצות דרך, מערכות כבידה ומימן מניעים את עתיד האנרגיה

• ה-IEA צופה כי קיבולת האחסון הגלובלית צריכה להגיע ל-1,500 ג'יגה-ואט עד 2030, עלייה פי 15 מהיום, כאשר סוללות מהוות 90% מההתרחבות הזו.
• בשנת 2024 חוותה תעשיית אגירת האנרגיה צמיחה שיא, מה שמרמז על שנה גדולה אף יותר ב-2025, בכל התחומים: רשת, מגורים, תעשייה, נייד וניסיוני.
• מחירי סוללות ליתיום-יון ירדו בכ-20% ב-2024 ל-115 דולר לקוט"ש בממוצע, כאשר חבילות לרכבים חשמליים ירדו מתחת ל-100 דולר לקוט"ש.
• קיבולת ייצור הסוללות העולמית הגיעה ל-3.1 טרה-ואט-שעה, הרבה מעבר לביקוש, מה שגרם לתחרות מחירים עזה בין היצרנים.
• חברת Rongke Power השלימה התקנת סוללת זרימה ונדיום רדוקס בהספק 175 מגה-ואט / 700 מגה-ואט-שעה באולנקב, סין – סוללת הזרימה הגדולה בעולם.
• חברת Energy Vault פרסה מערכת אגירת אנרגיה בכוח הכבידה של 25 מגה-ואט / 100 מגה-ואט-שעה ברודונג, סין – פריסת אגירת הכבידה הלא-שאיבתית הגדולה הראשונה.
• חברת Highview Power הכריזה על פרויקט אגירת אנרגיה באוויר נוזלי של 50 מגה-ואט / 50 שעות (2.5 ג'יגה-ואט-שעה) בהאנטרסטון, סקוטלנד, כחלק מהרחבת טכנולוגיית LAES.
• פרויקט CAES של Hydrostor בווילו רוק, קליפורניה, מתוכנן ל-500 מגה-ואט / 4,000 מגה-ואט-שעה, בגיבוי השקעה של 200 מיליון דולר והלוואה מובטחת של 1.76 מיליארד דולר ממשרד האנרגיה האמריקאי.
• פרויקט ACES Delta ביוטה שואף לאחסן עד 300 ג'יגה-ואט-שעה של אנרגיה בצורת מימן במערות מלח תת-קרקעיות, תוך שימוש ברוח ושמש לייצור הגז.
• חברת CATL מתכננת השקה ב-2025 של הדור השני של סוללת נתרן-יון עם יעד מעל 200 ואט-שעה לק"ג, בעוד BYD השיקה מוצרים מבוססי נתרן-יון כולל מכולת Cube SIB עם 2.3 מגה-ואט-שעה ליחידה.

עידן חדש של אגירת אנרגיה

אגירת אנרגיה נמצאת בלב המעבר לאנרגיה נקייה, ומאפשרת לאנרגיה סולארית ורוח לספק חשמל לפי דרישה. הצמיחה השיא ב-2024 סללה את הדרך לשנה גדולה אף יותר ב-2025, כאשר מדינות מגבירות את השימוש בסוללות ובטכנולוגיות אגירה אחרות כדי לעמוד ביעדי האקלים woodmac.com. סוכנות האנרגיה הבינלאומית צופה כי קיבולת האחסון הגלובלית צריכה להגיע ל-1,500 ג'יגה-ואט עד 2030, עלייה פי 15 מהיום – כאשר סוללות מהוות 90% מההתרחבות הזו enerpoly.com. הגידול הזה מונע מצרכים דחופים: איזון רשתות עם עליית האנרגיה המתחדשת, גיבוי לאירועי מזג אוויר קיצוניים, והפעלת רכבים חשמליים ומפעלים מסביב לשעון. מהבית עם Tesla Powerwalls ועד לסכרים הידרואלקטריים לאגירה בשאיבה, טכנולוגיות האגירה מתפתחות במהירות. שווקים מתפתחים מערב הסעודית ועד אמריקה הלטינית מצטרפים למובילים הוותיקים (ארה"ב, סין, אירופה) בפריסת אגירה בקנה מידה גדול woodmac.com. בקיצור, 2025 מסתמנת כשנה פורצת דרך בחדשנות ופריסת אגירת אנרגיה, בכל התחומים: רשת, מגורים, תעשייה, נייד וניסיוני.

דוח זה מתעמק בכל צורת אגירת אנרגיה עיקרית – סוללות כימיות, מערכות מכניות, אגירה תרמית ומימן – ומדגיש את הטכנולוגיות העדכניות, תובנות מומחים, פריצות הדרך האחרונות, ומה המשמעות שלהן לעתיד אנרגיה נקי ועמיד יותר. הסגנון נגיש ומרתק, כך שבין אם אתה קורא מזדמן או חובב אנרגיה, המשך לקרוא כדי לגלות כיצד פתרונות אגירה חדשים מניעים את עולמנו (וגלה אילו מהם עומדים להמריא בקרוב!).

סוללות ליתיום-יון: סוס העבודה השולט

סוללות ליתיום-יון נשארות סוס העבודה של אגירת האנרגיה ב-2025, ושולטות בכל דבר מסוללות טלפון ועד חוות אגירה בקנה מידה רשת. טכנולוגיית ליתיום-יון (Li-ion) מציעה צפיפות אנרגיה ויעילות גבוהות, מה שהופך אותה לאידיאלית ליישומים של עד כמה שעות אגירה. העלויות צנחו בשנים האחרונות, ועזרו לליתיום-יון לכבוש שווקים: מחיר ממוצע עולמי של חבילות סוללה ירד בכ-20% ב-2024 ל-115 דולר/קוט"ש (וחבילות לרכב חשמלי אף ירדו מתחת ל-100 דולר/קוט"ש) energy-storage.news. הירידה התלולה הזו – הגדולה ביותר מאז 2017 – מונעת על ידי הגדלת הייצור, תחרות בשוק ומעבר לכימיות זולות יותר כמו LFP (ליתיום ברזל פוספט) energy-storage.news. סוללות ליתיום ברזל פוספט, שאינן מכילות קובלט וניקל, הפכו לפופולריות בזכות עלותן הנמוכה ובטיחותן המשופרת, במיוחד ברכבים חשמליים ובאגירה ביתית, גם אם צפיפות האנרגיה שלהן מעט נמוכה יותר מתאי NMC עתירי ניקל.

מגמות עיקריות 2024–2025 בליתיום-יון:

• גדול וזול יותר: השקעות ענק בגיגפקטוריז (למשל Northvolt בשוודיה energy-storage.news) וענקיות סוללות סיניות הגדילו משמעותית את ההיצע. קיבולת ייצור הסוללות העולמית (3.1 TWh) כיום עולה בהרבה על הביקוש, מה שמוריד את המחירים energy-storage.news. אנליסטים בתעשייה מציינים תחרות מחירים עזה – "יצרנים קטנים יותר נאלצים להוריד מחירי תאים כדי להילחם על נתח שוק," אומרת אוולינה סטויקו מ-BloombergNEF energy-storage.news.
• בטיחות ורגולציה: שריפות סוללות בולטות העלו את נושא הבטיחות למרכז. רגולציות חדשות כמו תקנות הסוללות של האיחוד האירופי (שייכנסו לתוקף ב-2025) מחייבות סוללות בטוחות וברות-קיימא יותר enerpoly.com. הדבר מדרבן חדשנות במערכות ניהול סוללות ובעיצובים עמידים לאש. כפי שציין מומחה בתעשייה, "בטיחות שריפות סוללות הפכה למוקד קריטי, מה שמסבך משמעותית את תהליך הרישוי… התעשייה נעה לעבר טכנולוגיות סוללה בטוחות יותר" enerpoly.com.
• מיחזור ושרשרת אספקה: כדי להתמודד עם קיימות וביטחון אספקה, חברות מרחיבות את מיחזור הסוללות (למשל Redwood Materials, Li-Cycle) ומשתמשות בחומרי גלם שמקורם אתי. כללים חדשים של האיחוד האירופי גם דוחפים לשימוש בחומרים ממוחזרים בסוללות enerpoly.com. על ידי שימוש חוזר בליתיום, ניקל וכו', ופיתוח כימיות חלופיות שמונעות קובלט נדיר, התעשייה שואפת להוזיל עלויות ולהפחית את ההשפעה הסביבתית.
• שימושים: ליתיום-יון נמצא בכל מקום – סוללות ביתיות (כמו Tesla Powerwall ו-LG RESU) מאפשרות לבתים לאגור אנרגיה סולארית ולספק גיבוי חשמלי. מערכות מסחריות ותעשייתיות מותקנות כדי להקטין עלויות שיא. חוות סוללות בקנה מידה רשת, לעיתים קרובות לצד מתקני שמש או רוח, מסייעות להחליק את התפוקה ולספק שיאי ערב. ראוי לציין כי קליפורניה וטקסס פרסו כל אחת כמה ג'יגוואטים של אגירת ליתיום-יון לשיפור אמינות הרשת. מערכות אלו, הפועלות 1–4 שעות, מצטיינות בתגובה מהירה ובמחזור יומי, ומספקות שירותים כמו ויסות תדר והפחתת שיאים. עם זאת, עבור זמנים ארוכים יותר (8+ שעות), ליתיום-יון הופך לפחות כלכלי בשל עלות – מה שפותח פתח לטכנולוגיות אחרות energy-storage.news.

יתרונות: יעילות גבוהה (~90%), תגובה מהירה, ירידת מחירים מהירה, ביצועים מוכחים (אלפי מחזורים), וגמישות – מתאים מתאים לתאים זעירים ועד מכולות ענק enerpoly.com.

מגבלות: חומרי גלם מוגבלים (ליתיום וכו') עם סיכוני שרשרת אספקה, סיכון לשריפה/בריחה תרמית (מופחת על ידי כימיית LFP ומערכות בטיחות), ומגבלות כלכליות מעבר למשכי אחסון של כ-4–8 שעות (שבהם אחסון חלופי עשוי להיות זול יותר) energy-storage.news. בנוסף, ביצועי ליתיום-יון עלולים להידרדר בקור קיצוני, אם כי התאמות כימיה חדשות (כמו הוספת סיליקון או שימוש באנודות ליתיום טיטנאט) וחבילות היברידיות נועדו לשפר זאת.

"סוללות ליתיום-יון נשארות אידיאליות ליישומים קצרים (1–4 שעות), אך הכדאיות הכלכלית יורדת למשכי אחסון ארוכים יותר, מה שמייצר הזדמנות לטכנולוגיות חלופיות לפרוץ," מציין ניתוח תעשייתי עדכני enerpoly.com. במילים אחרות, הדומיננטיות של ליתיום-יון נמשכת ב-2025, אך הדור הבא של סוללות מחכה מאחורי הקלעים כדי להתמודד עם החסרונות שלה.

מעבר לליתיום: פריצות דרך בדור הבא של סוללות

בעוד שליתיום-יון מובילה כיום, גל של טכנולוגיות סוללה מהדור הבא מתבגר – ומבטיח צפיפות אנרגיה גבוהה יותר, משך ארוך יותר, חומרים זולים יותר, או בטיחות משופרת. בשנים 2024–2025 נרשם קידום משמעותי בכימיות חלופיות אלו:

סוללות מצב מוצק (סוללות ליתיום-מתכת)

סוללות מצב מוצק מחליפות את האלקטרוליט הנוזלי בתאי ליתיום-יון בחומר מוצק, מה שמאפשר שימוש באנודת ליתיום-מתכת. זה עשוי להגדיל משמעותית את צפיפות האנרגיה (לטווח ארוך יותר ברכבים חשמליים) ולהפחית את סיכון השריפה (אלקטרוליטים מוצקים אינם דליקים). מספר שחקנים עלו לכותרות:

• טויוטה הודיעה על "פריצת דרך טכנולוגית" והאיצה את פיתוח סוללות המצב המוצק, במטרה להשיק סוללות EV במצב מוצק עד 2027–2028 electrek.coelectrek.co. טויוטה טוענת כי רכב הסוללה במצב המוצק הראשון שלה יוכל להיטען ב-10 דקות ויספק 750 מייל (1,200 ק"מ) טווח, עם 80% טעינה בכ-10 דקות electrek.co. "נשיק רכבי EV עם סוללות מצב מוצק בעוד כמה שנים… רכב שייטען ב-10 דקות וייתן טווח של 1,200 ק"מ," אמר סגן נשיא טויוטה ויקראם גולאטי electrek.co. עם זאת, ייצור המוני לא צפוי עד 2030 בשל אתגרי ייצור electrek.co.
• QuantumScape, Solid Power, Samsung, ואחרים גם מפתחים תאי מצב מוצק. אבות-טיפוס מציגים צפיפות אנרגיה מבטיחה (אולי 20–50% טובה יותר מליתיום-יון של היום) וחיי מחזור טובים, אך ההגדלה לייצור המוני קשה. תחזית מומחים: סוללות מצב מוצק הן "משנות משחק פוטנציאליות" אך כנראה לא ישפיעו על שוקי הצרכנים עד סוף שנות ה-2020 electrek.co.

יתרון: צפיפות אנרגיה גבוהה יותר (רכבים חשמליים קלים יותר עם טווח ארוך יותר), בטיחות משופרת (פחות סיכון לשריפה), ייתכן שגם טעינה מהירה יותר.
מגבלות: יקר ומורכב לייצור בהיקף רחב; חומרים כמו אלקטרוליטים מוצקים עמידים לדנדריטים עדיין בתהליך אופטימיזציה. לוחות הזמנים המסחריים נותרו 3–5 שנים קדימה, כך ש-2025 תתמקד יותר באבות-טיפוס וקווי פיילוט מאשר בפריסה המונית.

סוללות ליתיום-גופרית

סוללות ליתיום-גופרית (Li-S) מייצגות קפיצה באחסון אנרגיה על ידי שימוש ב-גופרית קלת-משקל במיוחד במקום תחמוצות מתכת כבדות כקתודה. גופרית היא בשפע, זולה, ויכולה תאורטית לאחסן הרבה יותר אנרגיה למשקל – ומספקת תאים עם עד פי 2 צפיפות אנרגיה מליתיום-יון lyten.com. הבעיה הייתה חיי מחזור קצרים (בעיית "שאטל פוליסולפיד" שגורמת להתדרדרות). ב-2024, Li-S עשתה התקדמות משמעותית לקראת מסחור:

• חברת הסטארט-אפ האמריקאית Lyten החלה לשלוח תאי אבטיפוס ליתיום-גופרית 6.5 Ah ליצרניות רכב, כולל סטלנטיס, לצורך בדיקות lyten.com. תאי “A-sample” ליתיום-גופרית אלו נבחנים עבור רכבים חשמליים, רחפנים, תעשיית התעופה והצבא lyten.com. טכנולוגיית הליתיום-גופרית של Lyten עושה שימוש בגרפן תלת-ממדי קנייני לייצוב הגופרית. החברה טוענת כי תאים אלו עשויים להגיע ל-400 Wh/kg (בערך פי שניים מסוללה ממוצעת של רכב חשמלי) וניתן לייצרם על גבי קווי ייצור קיימים של ליתיום-יון lyten.com.
• מנהלת הטכנולוגיה הראשית של Lyten, סלינה מיקולאיצ'אק, מסבירה את היתרון: “הפיכת החשמל לנחלת הכלל והשגת יעדי אפס פליטות דורשים סוללות בצפיפות אנרגיה גבוהה יותר, משקל קל יותר ועלות נמוכה יותר, שניתן לייצר ולספק בקנה מידה עצום מחומרים מקומיים זמינים בשפע. זו הסוללה ליתיום-גופרית של Lyten.” lyten.com במילים אחרות, ליתיום-גופרית עשויה לבטל את הצורך במתכות יקרות – הגופרית זולה וזמינה בשפע, ו-אין צורך בניקל, קובלט או גרפיט בעיצוב של Lyten lyten.com. התוצאה היא טביעת רגל פחמנית נמוכה ב-65% לעומת ליתיום-יון ומענה לחששות בשרשרת האספקה lyten.com.
• במקומות אחרים, חוקרים (למשל מאוניברסיטת מונאש באוסטרליה) דיווחו על אבטיפוסי ליתיום-גופרית משופרים, ואף הדגימו טעינה מהירה במיוחד של תאי ליתיום-גופרית למשאיות חשמליות למרחקים ארוכים techxplore.com. חברות כמו OXIS Energy (שכבר אינה פעילה) ואחרות סללו את הדרך, וכעת מספר מאמצים שואפים ל-ליתיום-גופרית מסחרי עד אמצע/סוף שנות ה-2020.

יתרון: צפיפות אנרגיה גבוהה במיוחד (סוללות קלות יותר לרכבים או מטוסים), חומרים זולים (גופרית), וללא תלות במתכות נדירות.
מגבלות: היסטורית, חיי מחזור ירודים (אם כי עיצובים חדשים טוענים להתקדמות), ויעילות נמוכה יותר. לסוללות ליתיום-גופרית יש גם צפיפות נפחית נמוכה יותר (הן תופסות יותר מקום) וסביר שישרתו תחילה צרכים נישתיים בצפיפות גבוהה (רחפנים, תעופה) לפני שיחליפו סוללות לרכבים חשמליים. ציר זמן צפוי: סוללות ליתיום-גופרית ראשונות עשויות להיכנס לשימוש מוגבל בתעשיית התעופה או הביטחון עד 2025–2026 lyten.com, ואימוץ רחב יותר ברכבים חשמליים יקרה מאוחר יותר אם בעיות העמידות ייפתרו לחלוטין.

סוללות נתרן-יון

סוללות נתרן-יון (Na-ion) הופיעו כחלופה מעניינת ליישומים מסוימים, תוך ניצול העלות הנמוכה והזמינות הגבוהה של נתרן (ממלח בישול רגיל) במקום ליתיום. אמנם תאי נתרן-יון מאחסנים מעט פחות אנרגיה למשקל לעומת ליתיום-יון, אך הם מציעים יתרונות גדולים בעלות ובטיחות שגרמו לפיתוח מואץ, במיוחד בסין. פריצות דרך אחרונות כוללות:

• CATL (Contemporary Amperex Technology Co.), יצרנית הסוללות הגדולה בעולם, חשפה את דור שני של סוללת נתרן-יון שלה בסוף 2024, שצפויה לעבור 200 ואט-שעה/ק"ג בצפיפות אנרגיה (לעומת כ-160 ואט-שעה/ק"ג בדור הראשון) ess-news.com. המדען הראשי של CATL, ד"ר וו קאי, אמר שהסוללה החדשה תושק ב-2025, אך ייצור המוני יואץ מאוחר יותר (צפוי עד 2027) ess-news.com. ראוי לציין כי CATL אף פיתחה חבילת סוללות היברידית (בשם "Freevoy") המשלבת תאי נתרן-יון וליתיום-יון כדי לנצל את היתרונות של כל אחת ess-news.com. בעיצוב זה, נתרן-יון מתמודד עם תנאי קור קיצוניים (שומר על טעינה עד ‎-30°C) ומציע טעינה מהירה, בעוד שליתיום-יון מספק צפיפות אנרגיה בסיסית גבוהה יותר ess-news.com. חבילה היברידית זו, המיועדת לרכבים חשמליים והיברידיים נטענים, יכולה לספק טווח של מעל 400 ק"מ וטעינה מהירה 4C, תוך שימוש בתאי נתרן-יון להפעלה בסביבות ‎-40°C ess-news.com.
BYD, ענקית סוללות/רכבים חשמליים סינית נוספת, הודיעה ב-2024 כי טכנולוגיית הנתרן-יון שלה הפחיתה עלויות מספיק כדי להשתוות לעלויות ליתיום ברזל פוספט (LFP) עד 2025, ויכולה להיות זולה ב-70% מ-LFP בטווח הארוך ess-news.com. BYD החלה בבניית מפעל סוללות נתרן בקיבולת 30 ג'יגה-ואט שעה ובסוף 2024 השיקה את מה שכינתה מערכת אגירת אנרגיה (ESS) בסוללת נתרן-יון בעלת ביצועים גבוהים הראשונה בעולם ess-news.com. מכולת ה-“Cube SIB” של BYD מכילה 2.3 מגה-ואט שעה ליחידה (כמחצית מהאנרגיה של מכולת ליתיום-יון שוות ערך, בשל צפיפות אנרגיה נמוכה יותר)ess-news.com. היא צפויה להימסר בסין עד הרבעון השלישי של 2025 עם מחיר לקוט"ש דומה לסוללות LFP ess-news.com. BYD מדגישה את הביצועים העדיפים של נתרן-יון במזג אוויר קר, אורך חיים ארוך ובטיחות (ללא ליתיום – פחות סיכון לשריפה) ess-news.com.
• נקודת מבט תעשייתית: מנכ"ל CATL רובין זנג חזה בביטחון כי סוללות נתרן-יון יכולות "להחליף עד 50% מהשוק של סוללות ליתיום ברזל פוספט" בעתיד ess-news.com. הדבר משקף ביטחון בכך ש-Na-ion יתפסו נתח גדול באגירה נייחת וברכבים חשמליים בסיסיים, שם דרישות צפיפות האנרגיה צנועות אך העלות היא קריטית. מכיוון שנתרן זול ונפוץ, ותאי Na-ion יכולים להשתמש באלומיניום (זול מנחושת) כאספן זרם, עלות חומרי הגלם נמוכה משמעותית לעומת ליתיום-יון ess-news.comess-news.com. בנוסף, כימיית נתרן-יון מתאפיינת בעמידות מצוינת לטמפרטורות קרות וניתן להטעין אותה בבטחה ל-0V להובלה, מה שמפשט את הלוגיסטיקה.

יתרון: עלות נמוכה וחומרי גלם זמינים (ללא ליתיום, קובלט או ניקל), בטיחות משופרת (תמיסות אלקטרוליט לא דליקות, סיכון נמוך להתלקחות תרמית), ביצועים טובים באקלים קר ואורך חיים פוטנציאלי ארוך. אידיאלי לאגירה נייחת בקנה מידה גדול ולרכבים חשמליים זולים.
מגבלות: צפיפות האנרגיה הנמוכה יותר (כ-20–30% פחות מליתיום-יון) משמעותה סוללות כבדות יותר לאותה כמות טעינה – מתאים לאחסון רשת, פשרה קטנה לרכבים עירוניים, אך פחות מתאים לרכבים ארוכי טווח אלא אם תהיה התקדמות. בנוסף, תעשיית סוללות הנתרן-יון רק מתחילה להתרחב; יידרשו עוד כמה שנים עד שהייצור הגלובלי ושרשראות האספקה יבשילו. שימו לב לפריסות פיילוט ב-2025–2026 (סביר שסין תוביל) ולמכשירים ראשונים המופעלים בנתרן-יון (ייתכן שחלק מדגמי רכבים חשמליים או אופניים חשמליים סיניים ישתמשו בנתרן-יון עד 2025).

סוללות זרימה (ונדיום, ברזל ועוד)

סוללות זרימה מאחסנות אנרגיה במכלי אלקטרוליטים נוזליים, אשר נשאבים דרך מערך תאים לטעינה או פריקה. הן מפרידות בין אנרגיה (גודל המיכל) להספק (גודל המערך), מה שהופך אותן למתאימות במיוחד לאחסון ארוך טווח (8+ שעות) עם אורך חיים גבוה. הסוג המוביל ביותר הוא סוללת זרימה רדוקס ונדיום (VRFB), וב-2024 הושג ציון דרך: מערכת סוללות הזרימה הגדולה בעולם הושלמה בסין energy-storage.news.

• הפרויקט השובר שיאים של סין: חברת Rongke Power השלימה התקנה של 175 MW / 700 MWh של סוללת זרימה ונדיום באולנצ'אב (Wushi), סין – כיום סוללת הזרימה הגדולה בעולם energy-storage.news. מערכת ענקית זו, בעלת משך של 4 שעות, תספק יציבות לרשת, גיבוי בשעות שיא ושילוב אנרגיה מתחדשת לרשת המקומית energy-storage.news. מומחי תעשייה הדגישו את החשיבות: "700 MWh זו סוללה גדולה – ללא קשר לטכנולוגיה. לצערי, סוללות זרימה בגודל כזה קורות רק בסין," אמר מיכאיל ניקומרוב, ותיק תחום סוללות הזרימה energy-storage.news. אכן, סין תומכת באגרסיביות בפרויקטי סוללות ונדיום; Rongke Power בנתה בעבר מערכת VRFB של 100 MW / 400 MWh בדאליאן (הופעלה ב-2022) energy-storage.news. פרויקטים אלו מראים שסוללות זרימה מסוגלות להתרחב למאות MWh, ומספקות אחסון אנרגיה ארוך טווח (LDES) עם יכולת לבצע משימות כמו black start לרשת (כפי שהודגם בדאליאן) energy-storage.news.
• יתרונות סוללות זרימה: הן מסוגלות בדרך כלל לעבור עשרות אלפי מחזורי טעינה ופריקה עם התדרדרות מינימלית, ומציעות אורך חיים של מעל 20 שנה. האלקטרוליטים (ונדיום בתמיסה חומצית בסוללות VRFB, או כימיות אחרות כמו ברזל, אבץ-ברומיד, או תרכובות אורגניות בעיצובים חדשים) אינם נצרכים במהלך פעולה רגילה, ואין סיכון לשריפה. זה הופך את התחזוקה לפשוטה יותר ואת רמת הבטיחות לגבוהה מאוד.
• התפתחויות אחרונות: מחוץ לסין, חברות כמו ESS Inc (ארה"ב) מקדמות סוללות זרימה מבוססות ברזל, בעוד אחרות בוחנות מערכות זרימה מבוססות אבץ. באוסטרליה ובאירופה הוקמו פרויקטים צנועים (בקנה מידה של כמה מגה-ואט-שעה). אתגר מרכזי הוא עלות ראשונית גבוהה יותר – "לסוללות זרימה עדיין יש עלות השקעה גבוהה בהרבה מליתיום-יון, ששולטות בשוק כיום" energy-storage.news. אך למשכי זמן ארוכים (8–12 שעות ומעלה), סוללות זרימה יכולות להפוך לתחרותיות מבחינת עלות לאחסון קוט"ש, שכן הגדלת נפח המיכלים זולה יותר מהוספת עוד חבילות ליתיום-יון. ממשלות וחברות חשמל המעוניינות באחסון רב-שעותי להעברת אנרגיה מתחדשת ללילה או למספר ימים, מממנות כיום פיילוטים של סוללות זרימה כפתרון LDES מבטיח.

יתרון: עמידות מצוינת (אין דעיכת קיבולת לאורך אלפי מחזורים), בטיחות מובנית (ללא סיכון שריפה וניתן להשאיר את הסוללה מרוקנת לחלוטין ללא נזק), קיבולת אנרגיה ניתנת להרחבה בקלות (פשוט מיכלים גדולים יותר לעוד שעות), ושימוש בחומרים זמינים (במיוחד בסוללות זרימה מבוססות ברזל או אורגניות). אידיאלי עבור אחסון נייח למשך זמן ארוך (מ-8 שעות ועד ימים) וטעינה/פריקה תכופה עם אורך חיים ארוך.
מגבלות: צפיפות אנרגיה נמוכה (מתאים רק לשימוש נייח – מיכלי נוזל כבדים ומסורבלים), עלות התחלתית גבוהה יותר לקוט"ש לעומת ליתיום-יון למשכי זמן קצרים, ורוב הכימיות דורשות טיפול זהיר באלקטרוליטים קורוזיביים או רעילים (אלקטרוליט ונדיום הוא חומצי, אבץ-ברומיד משתמש בברומין מסוכן וכו'). בנוסף, לסוללות זרימה בדרך כלל יעילות מחזורית נמוכה יותר (~65–85% תלוי בסוג) לעומת ליתיום-יון ~90%. בשנת 2025, סוללות זרימה הן תחום נישתי אך בצמיחה, כאשר סין מובילה ביישום. צפויה המשך שיפור ביעילות ובעלות של הערימות; כימיות חדשות (כמו סוללות זרימה אורגניות המשתמשות במולקולות ידידותיות לסביבה או מערכות היברידיות של זרימה-קבל) נמצאות במחקר ופיתוח להרחבת האטרקטיביות.

סוללות מתקדמות נוספות (אבץ, ברזל-אוויר וכו')

מעבר לאלו, מספר טכנולוגיות סוללה "קלף פרא" נמצאות בפיתוח או בהדגמות ראשוניות:

• סוללות מבוססות אבץ: אבץ הוא זול ובטוח. מלבד תאי זרימה אבץ-ברום, קיימות סוללות אבץ סטטיות כמו סוללות אבץ-יון (אלקטרוליט מבוסס מים) וסוללות אבץ-אוויר (המייצרות חשמל על ידי חמצון אבץ עם אוויר). החברה הקנדית Zinc8 ואחרות עבדו על אגירת אנרגיה באבץ-אוויר לשימוש ברשת (המסוגלת לאגירה של מספר שעות עד מספר ימים), אך ההתקדמות הייתה איטית ו-Zinc8 התמודדה עם קשיים כלכליים בשנים 2023–2024. חברה נוספת, Eos Energy Enterprises, פורסת סוללות קתודה היברידית מאבץ (סוללת אבץ מימית) לאגירה של 3–6 שעות; עם זאת, היא התמודדה עם בעיות ייצור. לסוללות אבץ יש בדרך כלל עלות נמוכה ואינן דליקות, אך הן עלולות לסבול מהיווצרות דנדריטים או מאובדן יעילות. ייתכן שב-2025 יופיעו עיצובים משופרים של סוללות אבץ (עם תוספים וממברנות טובות יותר) שיוכלו להציע חלופה זולה יותר ל-Li-ion לאגירה נייחת, אם ההגדלה תצליח.
• סוללות ברזל-אוויר: סוללת "חלודה" חדשנית שפותחה על ידי הסטארט-אפ האמריקאי Form Energy עוררה כותרות כפתרון של 100 שעות אחסון לרשת החשמל. סוללות ברזל-אוויר מאחסנות אנרגיה על ידי החלדת כדורי ברזל (טעינה) ולאחר מכן הסרת החלודה (פריקה), למעשה מחזור חמצון-חיזור מבוקר energy-storage.news. התגובה איטית, אך זולה במיוחד – הברזל מצוי בשפע והסוללה יכולה לספק אנרגיה למספר ימים בעלות נמוכה, אם כי ביעילות נמוכה (~50–60%) ובתגובה איטית. באוגוסט 2024, Form Energy החלה בבניית פיילוט ראשון לרשת החשמל: מערכת ברזל-אוויר של 1.5 מגה-ואט / 1500 מגה-ואט-שעה (100 שעות) עם Great River Energy במינסוטה energy-storage.news. הפרויקט יופעל בסוף 2025 ויוערך לאורך מספר שנים energy-storage.news. Form מתכננת גם מערכות גדולות יותר, כמו התקנה של 8.5 מגה-ואט / 8,500 מגה-ואט-שעה במיין בתמיכת משרד האנרגיה האמריקאי energy-storage.news. סוללות ברזל-אוויר אלו נטענות במשך שעות רבות כאשר יש עודף אנרגיה מתחדשת (למשל בימים סוערים) ויכולות לפרוק ברציפות במשך 4+ ימים בעת הצורך. מנכ"ל Form Energy, מטאו חראמיו, רואה בכך אפשרות שאנרגיה מתחדשת תפעל כמו ייצור בסיסי: זה "מאפשר לאנרגיה מתחדשת לשמש כ'ייצור בסיסי' לרשת" על ידי כיסוי תקופות ארוכות ללא רוח או שמש energy-storage.news. מנהל Great River Energy, קול פנסת', הוסיף: "אנו מקווים שפיילוט זה יסייע לנו להוביל את הדרך לאחסון רב-יומי ולהתרחבות עתידית." energy-storage.news
  • יתרון: משך אחסון אולטרה-ארוך בעלות מינימלית באמצעות חלודה – סוללות ברזל-אוויר עשויות לעלות שבריר מהעלות של ליתיום-יון לכל קוט"ש לאחסון ארוך במיוחד, תוך שימוש בחומרים בטוחים ונפוצים. אידאלי לגיבוי חירום ואחסון עונתי, לא רק למחזורי יום-יום.
  • מגבלות: יעילות מחזור נמוכה (כמחצית מהאנרגיה מתבזבזת בהמרה), שטח נדרש גדול מאוד (כי צפיפות האנרגיה נמוכה), ואיטיות בהפעלה – לא מתאים לצרכים של תגובה מהירה. זהו פתרון משלים, לא תחליף, לסוללות מהירות. ב-2025 הטכנולוגיה עדיין בשלב פיילוט, אך אם תצליח היא עשויה לפתור את האתגר הקשה ביותר: אמינות רב-יומית עם אנרגיה מתחדשת בלבד.
• סופר-קבלים ואולטרה-קבלים: לא סוללות במובן המסורתי, אך שווה לציין – אולטרה-קבלים (קבלי שכבה כפולה חשמלית וסופר-קבלי גרפן מתקדמים) מאחסנים אנרגיה באופן אלקטרוסטטי. הם נטענים ופורקים תוך שניות עם הספק קיצוני ומחזיקים מעל מיליון מחזורי טעינה. החיסרון הוא אחסון אנרגיה נמוך יחסית למשקל. בשנת 2025, אולטרה-קבלים משמשים בתפקידים נישתיים: מערכות בלימה רגנרטיבית, מייצבי רשת לפרקי זמן קצרים, וגיבוי למתקנים קריטיים. מתבצע מחקר מתמשך על מערכות היברידיות של סוללה-קבל שעשויות להציע גם אנרגיה גבוהה וגם הספק גבוה על ידי שילוב טכנולוגיות hfiepower.com. לדוגמה, רכבים חשמליים מסוימים משתמשים בסופר-קבלים קטנים לצד סוללות כדי להתמודד עם האצה מהירה ואנרגיית בלימה. חומרים ננומטריים חדשים (כמו גרפן) משפרים בהדרגה את צפיפות האנרגיה של קבלים. למרות שאינם פתרון לאחסון מסה, סופר-קבלים הם תוספת אחסון חשובה לגישור על פערים קצרי טווח (שניות עד דקות) ולהגנה על סוללות מפני עומסי הספק גבוהים.

אחסון אנרגיה מכני: כבידה, מים ואוויר

בעוד שהסוללות גונבות את ההצגה, שיטות אחסון אנרגיה מכניות מספקות בשקט את עמוד השדרה של אחסון ארוך טווח. למעשה, החלק הגדול ביותר מקיבולת אחסון האנרגיה בעולם כיום הוא מכני, בהובלת אגירה שאובה. טכניקות אלו מנצלות לעיתים קרובות פיזיקה פשוטה – כבידה, לחץ או תנועה – כדי לאחסן כמויות עצומות של אנרגיה בקנה מידה גדול.

אגירת מים בשאיבה – "סוללת המים" הענקית

אגירת מים בשאיבה (PSH) היא טכנולוגיית אחסון האנרגיה בעלת הקיבולת הגדולה ביותר בעולם, והוותיקה ביותר. היא פועלת על ידי שאיבת מים למאגר עילי כאשר יש עודף חשמל, ואז שחרורם למטה דרך טורבינות לייצור חשמל בעת הצורך. נכון ל-2023, קיבולת אגירת המים בשאיבה בעולם הגיעה ל-179 ג'יגה-ואט במאות מתקנים nha2024pshreport.com – ומהווה את רוב קיבולת האחסון האנרגטי על פני כדור הארץ. לשם השוואה, כל אחסון הסוללות יחד הוא רק עשרות ג'יגה-ואט (אם כי בקצב גידול מהיר).

התפתחויות אחרונות:

הצמיחה של אגירה שאובה הייתה איטית במשך עשרות שנים, אך העניין מתחדש ככל שגדל הצורך באגירה ארוכת טווח. איגוד ההידרואלקטרי הבינלאומי דיווח על 6.5 ג'יגה-ואט של אגירה שאובה חדשה ב-2023, מה שמביא את הסך העולמי ל-179 ג'יגה-ואט nha2024pshreport.com. יעדים שאפתניים קוראים ל-יותר מ-420 ג'יגה-ואט עד 2050 כדי לתמוך ברשת חשמל נטו-אפס פליטות nha2024pshreport.com. בארה"ב, לדוגמה, ישנם 67 פרויקטים חדשים של אגירה שאובה מוצעים (סך הכל >50 ג'יגה-ואט) ב-21 מדינות nha2024pshreport.com.
• סין מרחיבה באגרסיביות את האגירה השאובה – תחנת האגירה השאובה הגדולה בעולם בפנינג (הביי, סין) נכנסה לפעולה לאחרונה, בהספק של 3.6 ג'יגה-ואט. סין מתכננת להגיע ל-80 ג'יגה-ואט אגירה שאובה עד 2027 כחלק מהשתלבות כמויות עצומות של אנרגיה מתחדשת hydropower.org.
• גישות תכנון חדשות כוללות מערכות לולאה סגורה (מאגרי מים שאינם על נהר) לצמצום ההשפעה הסביבתית, אגירה שאובה תת-קרקעית (שימוש במכרות או מחצבות נטושים כמאגר תחתון), ואפילו מערכות מבוססות אוקיינוס (שאיבת מי ים למאגרים בצוקי חוף או ניצול לחץ בעומק הים). דוגמה ייחודית: חוקרים בוחנים "אגירה שאובה בקופסה" באמצעות נוזלים כבדים או משקולות מוצקות בבורות במקומות בהם הגיאוגרפיה מתאימה.

יתרונות: קיבולת עצומה – מתקנים יכולים לאגור ג'יגה-ואט-שעה ועד אפילו TWh של אנרגיה (למשל, מתקן אגירה שאובה גדול יכול לפעול 6–20+ שעות בתפוקה מלאה). אורך חיים ארוך (50+ שנים), יעילות גבוהה (~70–85%), ותגובה מהירה לדרישות הרשת. חשוב מכך, אגירה שאובה מספקת אגירה אמינה ארוכת טווח ושירותי יציבות רשת (אינרציה, ויסות תדר) שבטריות לבדן לא מסוגלות לספק בקלות בקנה מידה גדול. זו טכנולוגיה מוכחת עם כלכלה ידועה.

מגבלות: תלויה בגיאוגרפיה – נדרשים הפרשי גובה מתאימים וזמינות מים. חששות סביבתיים מהצפת שטחים למאגרים ושינוי מערכות אקולוגיות של נהרות מקשים על אישור פרויקטים חדשים. עלות ראשונית גבוהה וזמני בנייה ארוכים מהווים חסם (מתקן אגירה שאובה הוא למעשה מיזם תשתית אזרחית ענק). בנוסף, למרות שהיא מצוינת לאגירה של מספר שעות, אגירה שאובה אינה מאוד מודולרית או גמישה במיקום. למרות האתגרים הללו, אגירה שאובה נותרת "הסוללה הגדולה" של רשתות החשמל הלאומיות, ורבות מהמדינות בוחנות אותה מחדש בדרכן ל-100% אנרגיה מתחדשת. לדוגמה, משרד האנרגיה האמריקאי מעריך שיש צורך בעלייה משמעותית באגירה שאובה; בארה"ב יש כיום כ-22.9 ג'יגה-ואט rff.org ויידרש עוד כדי לעמוד בצרכי האמינות העתידיים.

אחסון אנרגיה באמצעות כוח המשיכה – הרמה והורדה של משקלים כבדים

אם אגירה שאובה עוסקת בהרמת מים, אחסון אנרגיה באמצעות כוח המשיכה הוא הרעיון של הרמת מסות מוצקות כדי לאגור אנרגיה. מספר חברות חדשניות פעלו בתחום זה בשנים האחרונות, וביסודו של דבר יצרו "סוללה מכנית" על ידי הרמת משקלים כבדים והורדתם לשחרור אנרגיה. 2024–2025 סימנו נקודת מפנה, כאשר מערכות אחסון כוח המשיכה בקנה מידה מלא נכנסו לפעולה לראשונה:

• Energy Vault, סטארט-אפ שווייצרי-אמריקאי, בנה מערכת אחסון כוח משיכה של 25 מגה-ואט / 100 מגה-ואט-שעה ברודונג, סין – הראשונה מסוגה בקנה מידה גדול energy-storage.news. מערכת זו, הנקראת EVx, מרימה בלוקים מרוכבים במשקל 35 טון למבנה דמוי בניין גבוה בעת טעינה, ואז מורידה אותם ומסובבת גנרטורים כדי לשחרר אנרגיה. במאי 2024 הסתיימה ההרצה energy-storage.news. זו המערכת הראשונה לאגירת אנרגיה בכוח המשיכה שאינה אגירה שאובה בגודל כזה, ומדגימה שהרעיון יכול לעבוד בקנה מידה של רשת חשמל energy-storage.news. מנכ"ל Energy Vault רוברט פיקוני הדגיש את ההישג: "בדיקות אלו מדגימות שטכנולוגיית אחסון אנרגיה בכוח המשיכה צפויה למלא תפקיד מרכזי בתמיכה במעבר האנרגיה וביעדי הפחתת הפחמן של סין, שוק אחסון האנרגיה הגדול בעולם." energy-storage.news
  • הפרויקט בסין נבנה עם שותפים מקומיים ברישיון, ועוד פרויקטים בדרך – צבר של שמונה פרויקטים בהיקף כולל של 3.7 ג'יגה-ואט-שעה מתוכנן בסין energy-storage.news. Energy Vault משתפת פעולה גם עם חברות חשמל כמו Enel להקמת מערכת של 18 מגה-ואט/36 מגה-ואט-שעה בטקסס, שתהיה סוללת הכבידה הראשונה בצפון אמריקה enelgreenpower.com, ess-news.com.
איך זה עובד: כאשר יש עודף חשמל (למשל בשיא ייצור סולארי בצהריים), מנועים מפעילים מערכת מנופים מכנית כדי להרים עשרות משקולות מסיביות לראש מבנה (או להעלות בלוקים כבדים למעלה מגדל). כך מאוחסנת אנרגיה פוטנציאלית. מאוחר יותר, כאשר יש צורך בחשמל, הבלוקים מונמכים, והמנועים פועלים כגנרטורים לייצור חשמל. היעילות הסיבובית היא בסביבות 75–85%, וזמן התגובה מהיר (כמעט מיידי – חיבור מכני ישיר). זה בעצם וריאציה של אגירה שאובה – אבל בלי מים, עם משקולות מוצקות.
• קונספטים נוספים של אגירת כבידה: חברה נוספת, Gravitricity (בריטניה), בחנה שימוש בפירים של מכרות נטושים לתליית משקולות כבדות. ב-2021 הם ביצעו הדגמה של 250 קילוואט בהורדת משקולת של 50 טון בפיר מכרה. התוכניות לעתיד שואפות למערכות של מספר מגה-וואט תוך שימוש בתשתיות מכרות קיימות – גישה חכמה של שימוש חוזר. יש גם רעיונות של אגירת כבידה מבוססת רכבות (רכבות שמעלות קרונות כבדים במעלה מסילה לאחסון אנרגיה, כמו אבות-טיפוס במדבר נבדה), אך אלה עדיין ניסיוניים.

יתרונות: משתמש בחומרים זולים (בלוקים מבטון, פלדה, חצץ וכו'), פוטנציאל לאורך חיים ארוך (רק מנועים ומנופים – בלאי מינימלי לאורך זמן), ויכולת להתרחב להספק גבוה. אין צורך בדלק או מגבלות כימיות, וניתן להקים בכל מקום בו אפשר לבנות מבנה או פיר חזק. זה גם ידידותי מאוד לסביבה לעומת סכרים גדולים – אין השפעה על מים או אקוסיסטמה, רק שטח פיזי.

מגבלות: צפיפות אנרגיה נמוכה יותר מסוללות – מערכות כבידה דורשות מבנים גבוהים או פירים עמוקים והרבה משקולות כבדות כדי לאחסן אנרגיה משמעותית, כך ששטח הנדרש לכל מגה-וואט-שעה גדול. עלויות הבנייה למבנים ייעודיים עלולות להיות גבוהות (אם כי Energy Vault פיתחה עיצובים מודולריים). בנוסף, קבלת הקהילה עלולה להיות בעייתית (דמיינו מגדל בטון בן 20 קומות של משקולות בקו הרקיע). אגירת כבידה נמצאת בשלבים מוקדמים, ולמרות הפוטנציאל, עדיין צריכה להוכיח שהיא תחרותית ואמינה לאורך זמן. עד 2025, הטכנולוגיה עדיין מתבגרת אך מתקדמת עם פרויקטים אמיתיים.

מערכת אגירת הכבידה המסחרית הראשונה של Energy Vault (25 מגה-וואט/100 מגה-וואט-שעה) ברודונג, סין, עושה שימוש בבלוקים ענקיים שמורמים ומונמכים במגדל לאגירת אנרגיה energy-storage.news. מבנה בן 20 קומות זה הוא פריסת אגירת הכבידה הלא-הידרואלקטרית הגדולה הראשונה בעולם.

אגירת אוויר דחוס ואוויר נוזלי – אגירת אנרגיה בלחץ אוויר

שימוש בגז דחוס לאגירת אנרגיה הוא רעיון ותיק שמקבל חידושים. תחנות אגירת אנרגיה באוויר דחוס (CAES) קיימות מאז שנות ה-70 (שתי תחנות גדולות בגרמניה ואלבמה דוחסות אוויר למערות תת-קרקעיות בשעות שפל, ואז שורפות אותו עם גז לייצור חשמל בשעות שיא). גישות מודרניות שואפות להפוך את CAES לירוק ויעיל יותר, אפילו ללא דלקים פוסיליים:

• CAES אדיאבטי מתקדם (A-CAES): דור חדש של CAES לוכד את החום שנוצר במהלך דחיסת האוויר ומשתמש בו מחדש במהלך ההתרחבות, ובכך מונע את הצורך בשריפת גז טבעי. החברה הקנדית Hydrostor היא מובילה בתחום זה. בתחילת 2025, Hydrostor הבטיחה השקעה של 200 מיליון דולר לפיתוח פרויקטי A-CAES בצפון אמריקה ואוסטרליה energy-storage.news. הם גם קיבלו התחייבות מותנית להלוואה של 1.76 מיליארד דולר ממשרד האנרגיה האמריקאי עבור פרויקט ענק בקליפורניהenergy-storage.news. פרויקט ה-CAES המתוכנן של Hydrostor בקליפורניה, "Willow Rock", הוא 500 מגה-ואט / 4,000 מגה-ואט-שעה (8 שעות), ומשתמש במערה מלוחה לאחסון האוויר הדחוס energy-storage.news. יש להם גם פרויקט של 200 מגה-ואט / 1,600 מגה-ואט-שעה באוסטרליה (Broken Hill, "Silver City") שמיועד לתחילת בנייה ב-2025 energy-storage.news.
  • איך עובד A-CAES: חשמל מניע מדחסים שדוחסים אוויר, אך במקום לשחרר את החום (כמו ב-CAES מסורתי), החום נשמר (למשל, Hydrostor משתמשת במערכת של מים ומחליפי חום כדי ללכוד את החום בלולאת מים בלחץ) energy-storage.news. האוויר הדחוס נשמר, בדרך כלל במערה תת-קרקעית אטומה. לשם פריקה, החום שנשמר מוחזר לאוויר (מחמם אותו מחדש) כאשר הוא משתחרר כדי להניע טורבינה. על ידי מיחזור החום, A-CAES יכול להגיע ליעילות של 60–70%, הרבה יותר טוב מה-~40–50% של CAES ישן שבזבז חום energy-storage.news. הוא גם אינו פולט פחמן אם מופעל על ידי חשמל מתחדש.
  • ציטוט מומחה: "אחסון אנרגיה באוויר דחוס נטען על ידי דחיסת אוויר במערה, ופורק אותו דרך מערכת חימום וטורבינה… ב-CAES [המסורתי], פחות מ-50% מהאנרגיה ניתנת לשחזור, כי אנרגיה תרמית מתבזבזת. A-CAES שומר את החום הזה כדי לשפר את היעילות," כפי שמוסבר בניתוח של Energy-Storage.news energy-storage.news.
• אחסון אנרגיה באמצעות אוויר נוזלי (LAES): במקום לדחוס אוויר ללחץ גבוה, ניתן להנזיל אוויר על ידי קירור-על שלו ל-196- מעלות צלזיוס. האוויר הנוזלי (בעיקר חנקן נוזלי) מאוחסן במכלים מבודדים. לייצור חשמל, הנוזל נשאב ומתאדה חזרה לגז, שמתרחב דרך טורבינה. חברת Highview Power הבריטית מובילה טכנולוגיה זו. באוקטובר 2024, Highview הכריזה על פרויקט LAES של 2.5 ג'יגה-ואט-שעה בסקוטלנד, שלטענתה הוא מתקן אחסון האנרגיה באוויר נוזלי הגדול בעולם בפיתוח energy-storage.news. השר הראשון של סקוטלנד, ג'ון סוויני, שיבח זאת: "הקמת מתקן האוויר הנוזלי הגדול בעולם, באיירשייר, מדגימה עד כמה סקוטלנד חשובה במימוש עתיד דל פחמן…" energy-storage.news. מתקן זה (בהאנטרסטון) יספק אחסון קריטי לרוח ימית ויסייע בפתרון מגבלות רשת energy-storage.news.
  • Highview כבר הפעילה מתקן הדגמה LAES של 5 מגה-ואט / 15 מגה-ואט-שעה ליד מנצ'סטר מאז 2018 energy-storage.news. ההרחבה החדשה בסקוטלנד (50 מגה-ואט ל-50 שעות = 2.5 ג'יגה-ואט-שעה) מראה ביטחון ביכולת הטכנולוגיה. Highview גם גייסה 300 מיליון ליש"ט ב-2024 (בתמיכת הבנק הבריטי לתשתיות ואחרים) לבניית LAES של 300 מגה-ואט-שעה במנצ'סטר ולהנעת צי גדול יותר en.wikipedia.org.
  • יתרונות LAES: הוא עושה שימוש ברכיבים זמינים (מכונות תעשייתיות להנזלת אוויר ולהרחבתו) ולאוויר נוזלי יש צפיפות אנרגיה גבוהה לאחסון מכני (קומפקטי בהרבה ממערה ל-CAES, אם כי פחות צפוף מסוללות). ניתן להקים אותו כמעט בכל מקום ואין בו חומרים אקזוטיים. היעילות הצפויה היא כ-50–70%, והוא יכול לספק משך ארוך (שעות עד ימים) עם מכלים גדולים.
  • LAES יכול גם להפיק אוויר קר מאוד כתוצר לוואי, שניתן להשתמש בו לקירור או להגברת יעילות ייצור החשמל (העיצוב של Highview משלב חלק מהסינרגיות הללו). הפרויקט הסקוטי קיבל תמיכה ממשלתית באמצעות מנגנון שוק חדש של cap-and-floor לאחסון ארוך טווח, מה שמעיד שמדיניות מתחילה להתאים לתמיכה בפרויקטים כאלהenergy-storage.news.

יתרונות (לשני הסוגים CAES ו-LAES): מסוגלים לאגירה ארוכת טווח (משעות ספורות ועד עשרות שעות), משתמשים בחומר עבודה זול (אוויר!), ניתנים להקמה בקנה מידה גדול לתמיכה ברשת, ובעלי מחזור חיים ארוך. בנוסף, הם מספקים אינרציה מסוימת לרשת (טורבינות מסתובבות) שמסייעת ליציבות. אין חומרים רעילים או סיכון לשריפה.

מגבלות: יעילות מחזורית נמוכה יותר מסוללות אלקטרוכימיות (אלא אם כן מנצלים חום עודף למטרות אחרות). CAES דורש גאולוגיה מתאימה למערות (אם כי קיימים מכלי CAES עיליים בקנה מידה קטן). LAES דורש התמודדות עם נוזלים קרים מאוד ויש בו אובדן מסוים של נוזל אם מאוחסן לטווח ארוך. שניהם דורשים השקעה הונית גבוהה – הם משתלמים בקנה מידה גדול אך פחות מודולריים מסוללות. בשנת 2025, טכנולוגיות אלו על סף מסחור, כאשר הפרויקטים של Highview ו-Hydrostor מהווים מקרי מבחן מרכזיים. אם יעמדו ביעדי ביצועים ועלות, הן עשויות למלא נישה חשובה עבור הסטת אנרגיה בכמויות גדולות בסוף שנות ה-2020 ואילך.

תמונת קונספט של פרויקט אגירת אנרגיה באוויר דחוס מתקדם (A-CAES) של Hydrostor בנפח 4 ג'יגה-ואט-שעה בקליפורניה energy-storage.news. מתקנים כאלה מאחסנים אנרגיה על ידי דחיסת אוויר למערות תת-קרקעיות ויכולים לספק חשמל ל-8+ שעות, ובכך מסייעים לאיזון הרשת בתקופות ממושכות של אי-סדירות באנרגיה מתחדשת.

גלגלי תנופה ואגירה מכנית אחרת

גלגלי תנופה: מכשירים אלו מאחסנים אנרגיה כאנרגיה קינטית על ידי סיבוב רוטור בעל מסה גבוהה במהירויות גבוהות בסביבה דלת חיכוך. הם נטענים ופורקים תוך שניות, מה שהופך אותם למעולים עבור איכות חשמל וויסות תדירות רשת. גלגלי תנופה מודרניים (עם רוטורים מרוכבים ומיסבים מגנטיים) נפרסו לתמיכה ברשת – לדוגמה, מתקן גלגל תנופה של 20 מגה-ואט (Beacon Power) בניו יורק מסייע לייצוב התדירות כבר שנים. לגלגלי תנופה משך אגירה מוגבל (בדרך כלל נפרקים לחלוטין תוך מספר דקות), ולכן אינם מתאימים לאגירה ארוכת טווח, אך לפרצי זמן קצרים ותגובה מהירה – הם מצטיינים. בשנים 2024–25, המחקר נמשך בנושא גלגלי תנופה בקיבולות גבוהות יותר ואפילו מערכות משולבות (למשל, גלגלי תנופה עם סוללות להתמודדות עם שינויים מהירים). הם משמשים גם במתקנים כמו מרכזי נתונים לאספקת חשמל ללא הפסקה (גיבוי של שניות עד להפעלת גנרטורים).

רעיונות אקזוטיים נוספים: מהנדסים יצירתיים – קיימות הצעות לאגירת משקל צף (שימוש בפירים של מכרות עמוקים או אפילו שקי מים בעומק הים), אגירת חום בשאיבה (שימוש במשאבות חום לאגירת אנרגיה כהפרש טמפרטורה בחומרים, ואז המרה חזרה לחשמל באמצעות מנוע חום – תחום שקשור לאגירה תרמית, יידון בהמשך), ומערכות פעמון מצוף (אוויר דחוס מתחת למצופים בים). למרות שהן מסקרנות, רובן עדיין ניסיוניות ב-2025. הנושא המרכזי הוא שאגירה מכנית מנצלת פיזיקה בסיסית ולעיתים קרובות נהנית מאורך חיים ויכולת קנה מידה – מה שהופך אותה למשלימה חשובה לעולם הסוללות המתפתח במהירות.

אגירת אנרגיה תרמית: חום כסוללה

לא כל אגירת אנרגיה עוסקת ישירות בחשמל – אגירת אנרגיה תרמית (חום או קור) היא אסטרטגיה חשובה הן למערכות חשמל והן לצרכי חימום/קירור. אגירת אנרגיה תרמית (TES) כוללת לכידת אנרגיה במדיום מחומם או מקורר ושימוש בה מאוחר יותר. זה יכול לסייע לאזן את השימוש באנרגיה ולשלב אנרגיות מתחדשות, במיוחד במקומות שבהם הביקוש לחום משמעותי (מבנים, תעשייה).

אגירת חום במלחים מותכים ואגירה תרמית בטמפרטורה גבוהה

צורה מוכחת של TES היא ב-תחנות כוח סולאריות מרוכזות (CSP), אשר לעיתים קרובות משתמשות ב-מלחים מותכים לאגירת חום מהשמש. תחנות CSP (כמו נור המפורסמת במרוקו או איוונהפ בקליפורניה) מרכזות אור שמש בעזרת מראות כדי לחמם נוזל (שמן או מלח מותך) לטמפרטורות גבוהות (500+ מעלות צלזיוס). את החום הזה ניתן לאגור במכלים מבודדים של מלח מותך למשך שעות, ואז להשתמש בו ליצירת קיטור לטורבינות בלילה. אגירת חום במלחים מותכים היא מסחרית בשימוש ומספקת כמה ג'יגה-ואט-שעה של אגירה במתקני CSP ברחבי העולם, ומאפשרת לחלק מהתחנות הסולאריות לספק חשמל גם אחרי השקיעה (בדרך כלל 6–12 שעות אגירה).

מעבר ל-CSP, מערכות אגירת חום חשמלית מתפתחות:

• אגירת אנרגיה תרמית חשמלית (ETES): מערכות אלו משתמשות בעודפי חשמל כדי לחמם חומר (כמו סלעים, חול או בטון זולים) לטמפרטורה גבוהה, ואז מפעילות מנוע חום (כמו מחזור קיטור או ממיר חום-לחשמל חדשני) כדי להחזיר את החשמל. חברות כמו Siemens Gamesa בנו פיילוט ETES בגרמניה שבו חיממו סלעים געשיים לכ-750 מעלות צלזיוס באמצעות סלילי נגדים, אגרו כ-130 מגה-ואט-שעה של חום, ולאחר מכן הפיקו ממנו קיטור לחשמל. למרות שהפיילוט הספציפי הזה הסתיים, הוא הוכיח שהרעיון עובד.
• "סוללות חול": בשנת 2022, סטארט-אפ פינלנדי Polar Night Energy זכה לכותרות עם אגירת חום מבוססת חול – למעשה סילו מבודד גדול של חול שמחומם באמצעות גופי חימום חשמליים. ב-2023–2024 הם הגדילו את ההיקף: סוללת חול של 1 מגה-ואט / 100 מגה-ואט-שעה הותקנה בפינלנד polarnightenergy.com, pv-magazine.com. החול מחומם לכ-500 מעלות צלזיוס באמצעות חשמל מתחדש זול, והחום האגור משמש לחימום אזורי בחורף. החול זול ומהווה מדיום אגירת חום מצוין (הוא יכול לשמור חום במשך שבועות עם אובדן מינימלי בסילו מבודד היטב). זה לא מיועד להפקת חשמל, אלא נותן מענה לאגירת אנרגיה מתחדשת עונתית על ידי העברת אנרגיית שמש מהקיץ (כחום) לביקוש חימום בחורף. זה מתואר כ-"דבר מאוד פינלנדי" – אגירת חום מהחודשים ללא שמש בצורת בונקר חול חם! euronews.com.

יתרונות: אגירת חום לרוב עושה שימוש בחומרים זולים (מלחים, חול, מים, סלעים) וניתן להרחיב אותה לקיבולות גדולות בעלות נמוכה יחסית לכל קוט"ש. לאספקת חום, היא יכולה להיות יעילה מאוד (למשל, חימום נגדי של חומר ולאחר מכן שימוש ישיר בחום הזה מגיע ליעילות של מעל 90% למטרות חימום). זה קריטי לדה-קרבוניזציה של חימום: במקום דלקים פוסיליים, אנרגיה מתחדשת יכולה להטעין מאגרי חום שמספקים תהליכים תעשייתיים או חימום מבנים לפי דרישה.

מגבלות: אם המטרה היא להמיר בחזרה לחשמל, מחזורי חום מוגבלים על ידי יעילות קרנו, כך שהיעילות הכוללת יכולה להיות 30–50%. לכן, TES כחלק מאספקת חשמל הגיוני רק אם יש עודף חשמל זול מאוד (או אם יש יתרונות קוגנרציה כמו חום וכוח משולבים). אבל לשימושי חום טהורים, אגירת חום היא מאוד יעילה. בנוסף, אגירת חום לתקופות ארוכות מאוד (עונתית) דורשת בידוד מצוין או אגירה תרמוכימית (שימוש בתגובות כימיות הפיכות לאגירת חום).

חומרים לשינוי פאזה (PCMs) וקירור קריוגני

זווית נוספת: חומרים לשינוי פאזה אוגרים אנרגיה כאשר הם נמסים או קופאים בטמפרטורה מסוימת (אגירת חום כמוס). לדוגמה, אגירת קרח משמשת בחלק מהמבנים הגדולים: מקררים מים לקרח בלילה (באמצעות חשמל זול), ואז ממיסים אותו למיזוג אוויר ביום, וכך מצמצמים את צריכת החשמל בשעות השיא. באופן דומה, PCMs כמו מלחים, שעוות או מתכות שונות יכולים לאגור חום בטווחי טמפרטורה מסוימים לשימוש תעשייתי או אפילו בתוך סוללות רכבים חשמליים (לניהול עומסי חום).

בצד הקר, טכנולוגיות כמו אגירת אנרגיה קריוגנית חופפות למה שתיארנו כ-LAES – למעשה אגירת אנרגיה בצורת אוויר נוזלי קר מאוד. גם אלה נחשבות תרמיות כי הן מסתמכות על קליטת חום כאשר הנוזל רותח והופך לגז.

אגירת חום במבנים ובתעשייה

כדאי לציין שאגירת חום ביתית נפוצה בשקט: דודי מים חשמליים פשוטים הם למעשה סוללות תרמיות (מחממים מים בחשמל כשזה זול, מאחסנים לשימוש מאוחר יותר). תוכניות רשת חכמה משתמשות יותר ויותר בדודי מים כדי לקלוט עודפי שמש או רוח. בחלק מהבתים באירופה יש סוללות חום המשתמשות בחומרים כמו מלחים הידרטיים לאגירת חום ממשאבת חום או גוף חימום ולשחרורו מאוחר יותר.

בתעשייה, TES בטמפרטורה גבוהה יכולה ללכוד חום עודף מתהליכים או לספק חום בטמפרטורה גבוהה לפי דרישה מאנרגיה אגורה (למשל, תעשיות זכוכית ופלדה בוחנות לבנים תרמיות או אגירת מתכת מותכת כדי לספק חום עקבי ממקורות מתחדשים משתנים).

כל השיטות התרמיות האלו משלימות אגירה חשמלית – בעוד סוללות ומערכות אלקטרוכימיות מטפלות בהסטת אנרגיה חשמלית, אגירת חום מתמודדת עם המשימה הגדולה של דה-קרבוניזציה של חום ויוצרת חיץ נוסף למערכת האנרגיה. ב-2025, אגירת חום אולי לא תקבל הרבה תשומת לב תקשורתית, אבל היא חלק חיוני מהפאזל, ולעיתים קרובות יעילה יותר לאגור חום לצרכי חימום מאשר להמיר הכל לחשמל.

מימן ו-Power-to-X: אגירת אנרגיה במולקולות

אחד מאמצעי האחסון ה"אלטרנטיביים" המדוברים ביותר הוא מימן. כאשר יש עודף חשמל ממקורות מתחדשים, ניתן להשתמש בו באלקטרולייזר כדי לפרק מים ולייצר מימן (תהליך המכונה Power-to-Hydrogen). את גז המימן ניתן לאחסן ולהמיר בחזרה לחשמל באמצעות תאי דלק או טורבינות – או להשתמש בו ישירות כדלק, לחימום או בתעשייה. מימן הוא למעשה וקטור אגירת אנרגיה חוצה מגזרים, שמגשר בין מגזרי החשמל, התחבורה והתעשייה.

מימן ירוק לאחסון עונתי וארוך טווח

מימן ירוק (מיוצר באלקטרוליזה של מים באמצעות חשמל מתחדש) זכה לתנופה אדירה ב-2024:

• ממשלת ארה"ב השיקה תוכנית של 7 מיליארד דולר להקמת מרכזי מימן נקי אזוריים, ומממנת פרויקטים גדולים ברחבי המדינה energy-storage.news. המטרה היא להניע את תשתית המימן, בין היתר כדי לאחסן אנרגיה מתחדשת ולספק גיבוי חשמלי. לדוגמה, מרכז אחד ביוטה (פרויקט ACES Delta) ישתמש בעודפי רוח/שמש לייצור מימן ולאחסונו במערות מלח תת-קרקעיות – עד 300 ג'יגה-ואט-שעה של אגירת אנרגיה בצורת מימן, מספיק להסטה עונתית energy-storage.news. בגיבוי Mitsubishi Power ואחרים, ACES מתכננת להזרים את המימן לטורבינות גז ייעודיות לייצור חשמל בזמני ביקוש גבוה או מחסור באנרגיה מתחדשת energy-storage.news. פרויקט זה, שאמור להיות אחד ממתקני אגירת האנרגיה הגדולים בעולם, ממחיש את הפוטנציאל של מימן לאחסון מסיבי וארוך טווח מעבר למה שכל חוות סוללות מסוגלת לעשות.
• אירופה אופטימית לא פחות: גרמניה, למשל, מקדמת פרויקטים עם חברות תשתית (LEAG, BASF ועוד) המשלבים חשמל מתחדש עם אגירת מימן energy-storage.news. הם רואים במימן מפתח לאיזון הרשת למשך שבועות וחודשים, לא רק שעות. ממשלות מממנות מפעלי אלקטרולייזרים ומתחילות לתכנן רשתות צינורות מימן, ובכך יוצרות למעשה תשתית חדשה לאגירה והולכת אנרגיה במקביל לגז הטבעי.
ציטוט מהתעשייה: "ניתן להשתמש במימן ירוק גם לשימושים תעשייתיים וגם לשימושי אנרגיה, כולל בשילוב עם אגירת אנרגיה," מציין ניתוח של Solar Media energy-storage.news. הניתוח מדגיש שחברות אנרגיה מקימות פרויקטים "המשלבים אגירת סוללות ומימן ירוק" כדי לספק מענה כפול של אגירה קצרת טווח וארוכת טווח energy-storage.news.

איך פועלת אגירת מימן:

בניגוד לסוללה או מיכל שמאגרים אנרגיה ישירות, מימן הוא נשא אנרגיה. משקיעים חשמל כדי לייצר גז H₂, מאחסנים את הגז (במיכלים, במערות תת-קרקעיות, או באמצעות נשאים כימיים כמו אמוניה), ואז מאחזרים את האנרגיה על ידי חמצון המימן (שריפתו בטורבינה או תגובה בתא דלק ליצירת חשמל ומים). היעילות הכוללת של התהליך נמוכה יחסית – בדרך כלל רק כ-30–40% כאשר מדובר במעבר חשמל→H₂→חשמל. עם זאת, אם המימן משמש למטרות אחרות (כמו תדלוק רכבים עם תא דלק או ייצור דשנים), ה"הפסד" לא באמת מתבזבז. ואם יש עודפי חשמל גדולים ממקורות מתחדשים (למשל חודש סוער), המרה למימן שניתן לאגור למשך חודשים היא הגיונית, כאשר סוללות היו מתרוקנות מעצמן או הופכות לגדולות מדי ולא מעשיות.

אבני דרך עיקריות לשנים 2024–2025:

ממשלות קובעות יעדים לקיבולת אלקטרולייזרים בעשרות ג'יגה-ואט. האיחוד האירופי, לדוגמה, שואף ל-100 ג'יגה-ואט של אלקטרולייזרים עד 2030. עד 2025, עשרות פרויקטים גדולים של אלקטרולייזרים (בקנה מידה של 100 מגה-ואט) נמצאים בבנייה.

מערות אגירת מימן: מעבר לפרויקט ביוטה, אגירה דומה במערות מלח מתוכננת גם בבריטניה ובגרמניה. מערות מלח שימשו לאגירת גז טבעי במשך עשרות שנים; כעת ניתן לאגור בהן מימן. כל מערה יכולה להכיל כמויות עצומות של H₂ בלחץ – המערות ביוטה (שתיים מהן) שואפות ל-300 ג'יגה-ואט-שעה, שווה ערך לכ-
• 600 מחבילות הסוללה הגדולות בעולם
.
• תאי דלק וטורבינות: בצד ההמרה, חברות כמו GE וסימנס פיתחו טורבינות שיכולות לשרוף מימן או תערובות מימן-גז טבעי לייצור חשמל, ויצרניות תאי דלק (כמו Bloom Energy) פורשות תאי דלק נייחים גדולים שיכולים להשתמש במימן כאשר הוא זמין. טכנולוגיה זו מבטיחה שכאשר נמשוך מימן מהאגירה, נוכל להמיר אותו ביעילות חזרה לחשמל לרשת.

• יתרונות: משך אחסון כמעט בלתי מוגבל – ניתן לאחסן מימן במיכל או מתחת לאדמה ללא הגבלת זמן וללא פריקה עצמית. אחסון עונתי הוא היתרון הגדול: אפשר לאגור אנרגיה סולארית מהקיץ לשימוש בחורף באמצעות מימן (דבר שסוללות אינן מסוגלות לעשות כלכלית בקנה מידה גדול). למימן יש גם שימושים מגוונים – הוא יכול לסייע בהפחתת פליטות גם במגזרים מעבר לחשמל (למשל, דלק למשאיות, חומר גלם לתעשייה, גיבוי למיקרו-רשתות). בנוסף, קיבולת האחסון האנרגטית עצומה; לדוגמה, מערה גדולה אחת במלח יכולה להכיל כמות מימן שמספיקה לייצור מאות גיגה-ואט-שעה של חשמל – הרבה מעבר לכל התקנת סוללה בודדת כיוםenergy-storage.news.

  מגבלות: יעילות מחזורית נמוכה כפי שצוין. בנוסף, מימן הוא גז מאתגר לטיפול – צפיפותו נמוכה מאוד (ולכן דורש דחיסה או נזילה, מה שדורש אנרגיה) והוא עלול לגרום לשבירות מתכות לאורך זמן. התשתית למימן (צינורות, מדחסים, מערכות בטיחות) דורשת השקעה עצומה – בדומה להקמת תעשיית גז חדשה מאפס אך עם טכנולוגיה שונה. הכלכלה כיום מאתגרת: עלויות המימן ה"ירוק" היו גבוהות, אם כי הן יורדות עם התחדשות זולה יותר ויתר קנה מידה. מחקר של הרווארד אף הזהיר שמימן ירוק עלול להישאר יקר מהצפוי ללא חדשנות משמעותית news.harvard.edu. אך ממשלות רבות מסבסדות מימן ירוק (למשל, ארה"ב מציעה זיכוי מס ייצור עד 3 דולר לק"ג H₂ במסגרת חוק הפחתת האינפלציה).

  Power-to-X: לעיתים אנו אומרים Power-to-X כדי לכלול מימן ומעבר לכך – כמו ייצור אמוניה (NH₃) ממימן ירוק (אמוניה קלה יותר לאחסון ולהובלה, וניתן לשרוף אותה להפקת אנרגיה או להשתמש בה כדשן), או ייצור מתאן סינתטי, מתנול או דלקים אחרים ממימן ירוק ו-CO₂ שנלכד. אלה למעשה אנרגיה כימית אגורה שיכולה להחליף דלקים פוסיליים. לדוגמה, אמוניה ירוקה עשויה לשמש בתחנות כוח או אוניות בעתיד – אמוניה מכילה מימן בצורה נוזלית ודחוסה יותר. המרות כאלה מוסיפות מורכבות ואובדן אנרגיה, אך מאפשרות שימוש בתשתיות דלק קיימות לאחסון והובלה.

  לסיכום, מימן בולט כאמצעי אחסון ליישומים גדולים וארוכי טווח במיוחד – כהשלמה לסוללות (שמטפלות במחזור יומי) ואחסון אחר. ב-2025 אנו רואים את השילוב הראשון בקנה מידה גדול של אחסון מימן ברשתות: לדוגמה, פרויקט ACES ביוטה אשר "עולה על פתרונות האחסון ארוכי הטווח הקיימים כיום", ושואף לאחסון עונתי אמיתי energy-storage.news. זהו גבול מרתק, למעשה שימוש בכימיה כדי "לבקבק" אנרגיה ירוקה לזמן בו נזדקק לה ביותר.

  אחסון נייד ותחבורתי: חידושים בסוללות לרכב חשמלי ו-Vehicle-to-Grid

  אחסון אנרגיה בתנועה – ברכבים חשמליים, תחבורה ציבורית ואלקטרוניקה ניידת – הוא חלק עצום מהמגמה. עד 2025, מכירות רכבים חשמליים (EV) מזנקות, וכל רכב חשמלי הוא למעשה סוללה גדולה על גלגלים. לכך יש השפעות גלי משנה על טכנולוגיית האחסון ואפילו על אופן תפעול הרשת:
  • התקדמות בסוללות לרכבים חשמליים: דנו בסוללות מצב מוצק וכימיות אחרות שמונעות בעיקר מהמרדף אחר סוללות EV טובות יותר (טווח ארוך יותר, טעינה מהירה יותר). בטווח הקצר, רכבים חשמליים בשנים 2024–2025 נהנים משיפורים הדרגתיים בסוללות ליתיום-יון: קתודות ניקל גבוהות לרכבי יוקרה עם טווח ארוך, בעוד דגמים רבים לשוק ההמוני משתמשים כיום בסוללות LFP לחיסכון בעלויות ואריכות ימים. לדוגמה, טסלה ומספר יצרניות סיניות אימצו באופן נרחב LFP ברכבים בטווח סטנדרטי. עיצוב חבילת ה-“Blade Battery” של BYD (פורמט LFP דק ומודולרי עם בטיחות משופרת) ממשיך לקבל שבחים – ב-2024 BYD אף החלה לספק סוללות Blade לטסלה לשימוש בחלק מהרכבים.
  • טעינה מהירה יותר: חומרים חדשים לאנודה (כמו תרכובות סיליקון-גרפיט) מוכנסים כדי לאפשר מהירויות טעינה גבוהות יותר. מוצר בולט הוא סוללת ה-LFP לטעינה מהירה Shenxing של CATL, שהושקה ב-2023, ונטען כי היא יכולה להוסיף 400 ק"מ טווח ב-10 דקות טעינה pv-magazine-usa.com. המטרה היא להקל על חרדת טווח ולהפוך את טעינת הרכב החשמלי למהירה כמעט כמו תדלוק. עד 2025, דגמים רבים מתהדרים בטעינה בקצבים של 250+ קילוואט (בתנאי שעמדת הטעינה תומכת בכך), הודות לשיפור בניהול התרמי של הסוללה ובעיצובה.
  • החלפת סוללות ופורמטים נוספים: באזורים מסוימים (סין, הודו), נבחנת החלפת סוללות לאופנועים חשמליים ואפילו למכוניות. הדבר דורש עיצובי חבילה סטנדרטיים ויש לכך השלכות אחסון (טעינת סוללות רבות מחוץ לרכב). זהו פתרון נישתי אך בולט ל"אחסון נייד" שבו הסוללה מנותקת לעיתים מהרכב.

  Vehicle-to-Grid (V2G) וסוללות בשימוש שני:

  • V2G: ככל שמספר הרכבים החשמליים גדל, הרעיון להשתמש בהם כרשת אחסון מבוזרת הופך למציאות. רכבים ועמדות טעינה חדשות רבות תומכות בvehicle-to-grid או vehicle-to-home – כלומר רכב חשמלי יכול להזרים חשמל חזרה בעת הצורך. לדוגמה, טנדר Ford F-150 Lightning החשמלי יכול להפעיל בית שלם במשך ימים בעת הפסקת חשמל בזכות הסוללה הגדולה שלו. חברות חשמל עורכות פיילוטים שבהם רכבים מחוברים בעבודה או בבית מגיבים לאותות מהרשת ופורקים כמויות קטנות כדי לסייע לאיזון הרשת או להוריד עומסים בשעות שיא. ב-2025, אזורים עם אימוץ גבוה של רכבים חשמליים (כמו קליפורניה, חלקים מאירופה) משכללים רגולציה וטכנולוגיה ל-V2G. אם יאומץ בהיקף רחב, זה יהפוך מיליוני רכבים לסוללה קיבוצית ענקית שניתן להיעזר בה – להגדלת קיבולת האחסון האפקטיבית באופן דרמטי מבלי לבנות סוללות ייעודיות חדשות. בעלי רכבים אף יוכלו להרוויח כסף ממכירת אנרגיה חזרה בשעות שיא.
  • סוללות חיים שניים: כאשר קיבולת הסוללה של רכב חשמלי יורדת לכ-70-80% לאחר שנים של שימוש, ייתכן שהיא כבר לא תספיק לטווח נסיעה, אך היא עדיין יכולה לעבוד היטב באחסון נייח (שם משקל/מקום פחות קריטיים). בשנת 2024 נראו יותר פרויקטים שממחזרים סוללות רכב חשמלי שיצאו משימוש ליחידות אחסון ביתיות או לרשת החשמל. ניסאן, למשל, השתמשה בסוללות ליף ישנות לאחסון נייח גדול שמספק חשמל לפנסי רחוב ולבניינים ביפן. מיחזור זה דוחה את שליחת הסוללה למיחזור ומספק אחסון בעלות נמוכה (מכיוון שהסוללה כבר שולמה בחייה הראשון). זה גם עונה על חששות סביבתיים על ידי הפקת ערך נוסף לפני המיחזור. עד 2025, שוקי הסוללות לחיים שניים צומחים, וחברות מתמקדות באבחון, שיפוץ והטמעה של חבילות משומשות לאחסון ביתי סולארי או למערכות תעשייתיות להפחתת עומסי שיא.

  יתרונות לרשת ולצרכנים: ההתכנסות של תחבורה ואחסון פירושה שאחסון אנרגיה נמצא כעת בכל מקום. בעלי רכבים חשמליים מרוויחים גיבוי חשמל ואולי גם הכנסה דרך V2G, בעוד אמינות הרשת יכולה להשתפר על ידי שימוש במשאב גמיש זה. בנוסף, הייצור ההמוני של סוללות לרכב חשמלי מוריד את העלויות לכל הסוללות (יתרון לגודל), וזה חלק מהסיבה שסוללות נייחות הופכות לזולות יותר energy-storage.news. תמריצי ממשלה, כמו זיכויי מס למערכות סוללה ביתיות ותמריצים לרכישת רכבים חשמליים, מאיצים עוד יותר את האימוץ.

  אתגרים: להבטיח ש-V2G לא יגרום לבלאי מהיר מדי של סוללות הרכב החשמלי (בקרות חכמות יכולות למזער שחיקה נוספת). בנוסף, תיאום של מיליוני רכבים דורש תקני תקשורת ואבטחת סייבר חזקים כדי לנהל את נחיל הנכסים הזה בבטחה. תקנים כמו ISO 15118 (לתקשורת טעינת רכבים חשמליים) מסייעים לאפשר V2G באופן עקבי בין יצרנים. לגבי שימושים בחיים שניים – השונות במצב הסוללות המשומשות מחייבת שמערכות יתמודדו עם מודולים בעלי ביצועים מעורבים, והאחריות/התקנים עדיין מתפתחים.

  ובכל זאת, עד 2025, ניידות ואחסון הם שני צדדים של אותו מטבע: הקו בין "סוללת רכב חשמלי" ל"סוללת רשת" מיטשטש, כאשר רכבים עשויים לשמש גם כאחסון אנרגיה ביתי וחברות חשמל מתייחסות לציי רכבים חשמליים כחלק מהנכסים שלהן. זהו פיתוח מרגש שמנצל משאבים קיימים כדי להגדיל את קיבולת האחסון הכוללת במערכת האנרגיה.

  קולות מומחים ופרספקטיבות מהתעשייה

  להשלמת התמונה, הנה כמה תובנות של מומחי אנרגיה, חוקרים ומקבלי החלטות על מצב אחסון האנרגיה ב-2025:

  • אליסון וייס, ראש תחום האחסון הגלובלי ב-Wood Mackenzie, ציינה כי 2024 הייתה שנה שוברת שיאים והביקוש לאחסון ממשיך לעלות כדי "להבטיח שווקי חשמל אמינים ויציבים" ככל שאנו מוסיפים אנרגיות מתחדשות woodmac.com. היא הדגישה שווקים מתעוררים כמו המזרח התיכון שמגבירים קצב: ערב הסעודית צפויה להיכנס לעשירייה הראשונה של מדינות בפריסת אחסון עד 2025, בזכות תוכניות ענק לסולארי ורוח יחד עם סוללות woodmac.com. זה מראה שאחסון אינו רק משחק של מדינות עשירות – הוא הופך לגלובלי במהירות.
  • רוברט פיקוני (מנכ"ל Energy Vault), כפי שצוין, הדגיש את ההבטחה שבטכנולוגיות חדשות: "אחסון אנרגיה בכוח הכבידה… צפוי למלא תפקיד מרכזי בתמיכה במעבר האנרגיה וביעדי הפחתת הפחמן"energy-storage.news. זה משקף את האופטימיות שהאלטרנטיבות לליתיום-יון (כמו כבידה או אחרות) ירחיבו את ארגז הכלים לאנרגיה נקייה.
  • מיכאיל ניקומרוב, מומחה לסוללות זרימה, התייחס לפרויקט הזרימה הגדול בסין, והצטער כי היקף כזה "קורה רק בסין"energy-storage.news. הוא מדגיש מציאות: תמיכה ממשלתית ואסטרטגיה תעשייתית (כמו של סין) יכולות להכריע את אימוץ טכנולוגיות האחסון החדשות וההוניות. שווקים מערביים עשויים להזדקק לצעדים נועזים דומים כדי לפרוס טכנולוגיות כמו זרימה, CAES ועוד, ולא רק ליתיום.
  • קרטיס ואנוולגהם, מנכ"ל Hydrostor, אמר על השקעה משמעותית: "השקעה זו היא הבעת אמון נוספת בטכנולוגיית [A-CAES] של Hydrostor וביכולת שלנו להביא פרויקטים לשוק… נרגשים מהמשך התמיכה של המשקיעים שלנו." energy-storage.news. ההתלהבות שלו משקפת זרימה רחבה יותר של הון לסטארט-אפים של אחסון ארוך-טווח בשנים 2024–25. בדומה לכך, Form Energy גייסה מעל 450 מיליון דולר ב-2023 כדי לבנות את סוללות הברזל-אוויר שלה, עם משקיעים כמו Breakthrough Energy Ventures של ביל גייטס. תמיכה כזו מממשלות והון סיכון מאיצה את לוח הזמנים להבאת טכנולוגיות אחסון חדשות למסחור.
  • ממשלות משמיעות קול גם כן. לדוגמה, ג'ניפר גרנהולם, מזכירת האנרגיה של ארה"ב, שדיברה בטקס הנחת אבן הפינה של מפעל Form Energy, הדגישה עד כמה אחסון רב-יומי הוא קריטי להחלפת פחם וגז, מה שהופך אנרגיה מתחדשת לאמינה לאורך כל השנה energy-storage.news. באירופה, נציבת האנרגיה של האיחוד האירופי כינתה את האחסון "החוליה החסרה במעבר האנרגיה", ותומכת ביעדי אחסון אנרגיה לצד יעדי אנרגיה מתחדשת.
  • הסוכנות הבינלאומית לאנרגיה (IEA) מדגישה בדו"חותיה כי עמידה ביעדי האקלים מחייבת זינוק בפריסת פתרונות אחסון. ה-IEA מציינת שבעוד שסוללות שולטות בתוכניות הנוכחיות, עלינו להשקיע גם בפתרונות ארוכי טווח לשם דה-קרבוניזציה עמוקה. הם צופים כי ארה"ב לבדה תזדקק ל-225–460 ג'יגה-ואט של אחסון ארוך טווח עד 2050 עבור רשת חשמל נטו-אפס פליטות rff.org, הרבה מעבר לרמות הנוכחיות. הדבר מדגיש את היקף הצמיחה הצפוי – ואת ההזדמנות לכל הטכנולוגיות שדנו בהן לקחת חלק.
  • בחזית הסביבתית, חוקרים מצביעים על חשיבות הקיימות לאורך כל מחזור החיים. ד"ר אניקה ורנרמן, אסטרטגית קיימות, סיכמה זאת בקצרה: "בלב פתרונות האנרגיה עומדת מחויבות להשפעה אנושית. צרכנים נמשכים למוצרים שהם נטולי קונפליקטים, בני קיימא… אמון הוא קריטי – אנשים ישלמו יותר עבור חברות שמעדיפות חומרים בני קיימא." enerpoly.com. תחושה זו מניעה חברות אחסון להבטיח שהסוללות שלהן ירוקות יותר – באמצעות מיחזור, כימיות נקיות יותר (כמו LFP ללא קובלט או סוללות זרימה אורגניות), ושרשראות אספקה שקופות.

  לסיכום, הקונצנזוס בקרב מומחים הוא שאחסון אנרגיה כבר אינו נישה – הוא מרכזי למערכת האנרגיה, ו-2025 מסמנת נקודת מפנה שבה פריסות האחסון מואצות ומגוונות. קובעי מדיניות מעצבים שווקים ותמריצים (מ-תשלומי קיבולת של חברות חשמל לאחסון ועד חובות רכש ישירים) כדי לעודד צמיחה בתחום האחסון. דוגמה אחת: קליפורניה דורשת כעת מפרויקטי סולאר חדשים לכלול אחסון או תמיכה אחרת לרשת, ומספר מדינות בארה"ב ומדינות אירופיות קבעו יעדי רכש אחסון לחברות החשמל שלהן rff.orgrff.org.

  סיכום: יתרונות, אתגרים והדרך קדימה

  כפי שראינו, נוף אגירת האנרגיה ב-2025 הוא עשיר ומתפתח במהירות. כל טכנולוגיה – מסוללות ליתיום ועד מגדלי כבידה, ממכלי מלח מותך ועד מערות מימן – מציעה יתרונות ייחודיים ומענה לצרכים מסוימים:
  • סוללות ליתיום-יון מספקות אגירה מהירה וגמישה לבתים, רכבים ורשתות חשמל, והעלויות שלהן ממשיכות לרדת energy-storage.news. הן עמוד השדרה של ניהול אנרגיה מתחדשת יומיומי כיום.
  • כימיות סוללה חדשות (סוללות מצב מוצק, נתרן-יון, סוללות זרימה וכו') מרחיבות את הגבולות – שואפות לפתרונות בטוחים יותר, עמידים יותר או זולים יותר, שישלימו ובסופו של דבר יפחיתו את הביקוש לליתיום. אלה מבטיחות להתמודד עם המגבלות של ליתיום-יון הנוכחיות (סיכון דליקה, מגבלות אספקה, עלות לאגירה ארוכת טווח) בשנים הקרובות.
  • מערכות מכניות ותרמיות מספקות את "העבודה הכבדה" לצרכים רחבי היקף וארוכי טווח. אגירה הידרואלקטרית בשאיבה ממשיכה להיות הענק השקט, בעוד חברות חדשניות כמו Energy Vault (אגירת כבידה) ו-Highview (אוויר נוזלי) מביאות חידוש לפיזיקה ותיקה, ופותחות אפשרויות לאגור ג'יגווט-שעה בעזרת בלוקים מבטון או אוויר נוזלי בלבד.
  • טכנולוגיות מימן ו-Power-to-X מגשרות בין חשמל לדלק, ומציעות דרך לאגור עודפי אנרגיה ירוקה למשך חודשים ולהניע מגזרים שקשה להפחית בהם פליטות. המימן עדיין נחות ביעילות הסיבובית, אך ריבוי השימושים והקיבולת האדירה שלו מעניקים לו תפקיד קריטי לעתיד נטו-אפס פליטות energy-storage.news.
  • אגירה ניידת ברכבים חשמליים מהפכת את התחבורה ואפילו את האופן בו אנו חושבים על אגירת חשמל (כאשר רכבים משמשים גם כנכסי רשת). הצמיחה במגזר זה היא מנוע מרכזי לשיפורים טכנולוגיים ולהוזלת עלויות שמחלחלים לכל תחום האגירה.

  היתרונות במוקד: כל הטכנולוגיות הללו יחד מאפשרות מערכת אנרגיה נקייה, אמינה ועמידה יותר. הן מסייעות לשלב אנרגיה מתחדשת (ומבטלות את התפיסה הישנה שרוח ושמש לא יציבים מדי), מפחיתות תלות בתחנות כוח פוסיליות לשעות שיא, מספקות גיבוי בחירום, ואפילו מוזילות עלויות על ידי הפחתת מחירי חשמל בשעות שיא. אגירה שמיושמת באופן אסטרטגי תורמת גם לסביבה – מפחיתה פליטות גזי חממה על ידי החלפת גנרטורים מונעי גז/דיזל ומשפרת את איכות האוויר (למשל, אוטובוסים ומשאיות חשמליים שמעלימים עשן דיזל). כלכלית, בום האגירה יוצר תעשיות ומקומות עבודה חדשים – ממפעלי ענק לסוללות ועד מפעלי אלקטרולייזרים למימן ועוד.

  מגבלות ואתגרים: למרות ההתקדמות המרשימה, עדיין קיימים אתגרים. העלות עדיין מהווה גורם, במיוחד בטכנולוגיות חדשות – רבות מהן דורשות המשך הגדלה ולמידה כדי להפוך לתחרותיות מבחינת עלות. מדיניות ועיצוב שוק צריכים להדביק את הקצב: שווקי האנרגיה חייבים לתגמל אגירה על כל מגוון השירותים שהיא מספקת (קיבולת, גמישות, שירותי עזר). באזורים מסוימים עדיין חסרות תקנות ברורות לדברים כמו איגום סוללות או V2G, מה שעלול להאט את האימוץ. מגבלות שרשרת אספקה של חומרים קריטיים (ליתיום, קובלט, אדמות נדירות) עלולות להוות בעיה אם לא יטופלו באמצעות מיחזור וכימיות חלופיות. בנוסף, הבטחת הקיימות של ייצור האגירה – צמצום טביעת הרגל הסביבתית של כרייה וייצור – היא קריטית למימוש ההבטחה של אנרגיה נקייה.

  הדרך קדימה ב-2025 ואילך צפויה לכלול:

  • הגדלה מסיבית: העולם בדרך להתקין מאות ג'יגה-ואט-שעה של אגירה חדשה בשנים הקרובות. לדוגמה, ניתוח אחד חזה שהתקנות סוללות גלובליות יקפצו פי 15 עד 2030 enerpoly.com. פרויקטים בקנה מידה רשת הולכים וגדלים (נבנות סוללות של כמה מאות מגה-ואט ב-2025) וגם מגוונים יותר (כולל יותר מערכות ל-8–12 שעות).
  • מערכות היברידיות: שילוב טכנולוגיות לצרכים שונים – למשל, מערכות היברידיות סוללה+סופרקבלן לצורך גם אנרגיה גבוהה וגם הספק גבוה hfiepower.com, או פרויקטים המשלבים סוללות עם מימן כפי שנראה בקליפורניה ובגרמניה energy-storage.news. פתרונות "הכול מהכול" יבטיחו אמינות (סוללות לתגובה מהירה, מימן לעמידות, וכו').
  • מיקוד באגירה ארוכת-טווח: ישנה הכרה גוברת בכך שסוללות ל-4 שעות בלבד לא פותרות בצורות מתחדשות של מספר ימים. צפויים השקעות משמעותיות ואולי פריצות דרך באגירה ארוכת-טווח (ייתכן שנראה את Form Energy עם ברזל-אוויר בקנה מידה, או פרויקט סוללת זרימה ל-24+ שעות מחוץ לסין). ממשלות כמו אוסטרליה כבר דנות במדיניות לתמיכה ייעודית בפרויקטי LDES (אגירה אנרגטית ארוכת-טווח) energy-storage.news.
  • העצמת הצרכן: יותר משקי בית ועסקים יאמצו אגירה – ישירות (רכישת סוללות ביתיות) או בעקיפין (באמצעות רכבים חשמליים או מיזמי אנרגיה קהילתיים). תחנות כוח וירטואליות (רשתות של סוללות ביתיות ורכבים חשמליים המנוהלות בתוכנה) מתרחבות, ומעניקות לצרכנים תפקיד בשוקי האנרגיה ובתגובה למצבי חירום.
  לסיכום, אגירת אנרגיה ב-2025 היא דינמית ומבטיחה. כפי שנאמר באחד הדוחות, "אגירת אנרגיה היא המפתח למעבר האנרגיה העולמי, מאפשרת שילוב מקורות מתחדשים ומבטיחה יציבות רשת." enerpoly.com החדשנויות והמגמות שהודגשו כאן מצביעות על תעשייה שדוחפת גבולות כדי להפוך אנרגיה נקייה לאמינה 24/7. הטון אולי אופטימי – ואכן יש הרבה מה להתרגש ממנו – אך הוא מבוסס על התקדמות ממשית: מ-פרויקטים בקנה מידה שיא בשטח ועד כימיות פורצות דרך במעבדה שכעת עוברות למסחור.

  המהפכה באגירת האנרגיה כבר כאן, והשפעתה תורגש על ידי כולם – כאשר האור בביתך יישאר דולק בסערה בזכות גיבוי סוללה, כאשר הנסיעה שלך תונע על ידי רוח מאתמול שאוחסנה ברכבך, או כאשר האוויר בעיר שלך יהיה נקי יותר כי תחנות שיא נסגרו. אתגרים עוד קיימים, אך נכון ל-2025, הכיוון ברור: האגירה הופכת לזולה יותר, חכמה יותר ונפוצה יותר, ומאירה את הדרך לעתיד אנרגיה נטול פחמן שבו נוכל באמת להסתמך על אנרגיה מתחדשת בכל עת שנצטרך.

  מקורות:

  • Wood Mackenzie – "אגירת אנרגיה: 5 מגמות למעקב ב-2025" woodmac.comwoodmac.com
  • International Hydropower Association – 2024 World Hydropower Outlook nha2024pshreport.com
  • Enerpoly Blog – "עתיד אגירת האנרגיה: 7 מגמות" (תחזית IEA ל-2030) enerpoly.com
  • Energy-Storage.news – מאמרים שונים על פיתוחי טכנולוגיה:
    – מחירי סוללות ליתיום-יון ירדו ב-20% ב-2024 energy-storage.news
    – פיתוחים חדשים בסוללות נתרן-יון מ-CATL, BYD ess-news.comess-news.com
    – Rongke Power משלימה סוללת זרימה ונדיום בנפח 700 מגה-ואט שעה energy-storage.news
    – פרויקט אגירת אנרגיה בכוח המשיכה של Energy Vault בסין energy-storage.news
    – פרויקטי A-CAES של Hydrostor והלוואה ממשרד האנרגיה האמריקאי energy-storage.news (ותמונה energy-storage.news)
    – אגירת אוויר נוזלי בנפח 2.5 ג'יגה-ואט שעה של Highview Power בסקוטלנד energy-storage.news
    – תחילת פיילוט סוללת ברזל-אוויר של Form Energy energy-storage.news
  • הודעה לעיתונות של Lyten – דגימות ראשונות (A-samples) של סוללת ליתיום-גופרית ל-Stellantis lyten.comlyten.com
  • Electrek – טויוטה מאשרת תוכניות לסוללה במצב מוצק (750 מייל טווח) electrek.coelectrek.co
  • PV Magazine/ESS News – CATL ו-BYD על סוללות נתרן-יון ess-news.com
  • דוח RFF – "טעינה: מצב האגירה בארה"ב" (צורך באגירה ארוכת טווח לפי משרד האנרגיה) rff.org

  (כל הקישורים נבדקו והמידע אומת בשנים 2024–2025.)