- IEA predviđa da globalni kapacitet za pohranu energije mora doseći 1.500 GW do 2030., što je 15 puta više nego danas, pri čemu će baterije činiti 90% tog povećanja.
- Godine 2024. pohrana energije zabilježila je rekordni rast, što najavljuje još veću 2025. godinu u segmentima mrežnog, kućnog, industrijskog, mobilnog i eksperimentalnog korištenja.
- Cijene litij-ionskih baterija pale su za oko 20% u 2024. na prosječno 115 USD/kWh, dok su cijene baterija za električna vozila pale ispod 100 USD/kWh.
- Globalni proizvodni kapacitet baterija dosegao je 3,1 TWh, što je znatno iznad potražnje i potaknulo je snažnu cjenovnu konkurenciju među proizvođačima.
- Rongke Power dovršio je instalaciju vanadijeve redoks protočne baterije snage 175 MW / 700 MWh u Ulanqabu, Kina, što je najveća protočna baterija na svijetu.
- Energy Vault je postavio gravitacijski sustav za pohranu energije snage 25 MW / 100 MWh u Rudongu, Kina, što je prva velika instalacija gravitacijske pohrane koja nije hidroelektrana s pumpanjem.
- Highview Power najavio je projekt pohrane energije u tekućem zraku snage 50 MW / 50 sati (2,5 GWh) u Hunterstonu, Škotska, kao dio šireg uvođenja LAES tehnologije.
- Hydrostorov projekt Willow Rock CAES u Kaliforniji planiran je na 500 MW / 4.000 MWh, uz podršku investicije od 200 milijuna dolara i jamstva zajma američkog DOE-a od 1,76 milijardi dolara.
- Projekt ACES Delta u Utahu ima za cilj pohraniti do 300 GWh energije kao vodik u podzemnim slanim špiljama, koristeći vjetar i sunce za proizvodnju plina.
- CATL planira lansirati drugu generaciju natrij-ionskih baterija 2025. s ciljem iznad 200 Wh/kg, dok je BYD izdao natrij-ionske proizvode uključujući Cube SIB kontejner s 2,3 MWh po jedinici.
Nova era pohrane energije
Pohrana energije nalazi se u središtu tranzicije na čistu energiju, omogućujući solarnim i vjetroelektranama isporuku električne energije na zahtjev. Rekordni rast u 2024. postavio je temelje za još veću 2025. godinu, dok države ubrzavaju uvođenje baterija i drugih sustava pohrane kako bi ispunile klimatske ciljeve woodmac.com. Međunarodna agencija za energiju predviđa da globalni kapacitet pohrane mora doseći 1.500 GW do 2030., što je 15 puta više nego danas – pri čemu baterije čine 90% tog povećanja enerpoly.com. Ovaj rast pokreću hitne potrebe: uravnoteženje mreža s rastom obnovljivih izvora, osiguravanje rezerve za ekstremne vremenske uvjete i napajanje novih električnih vozila i tvornica 24 sata dnevno. Od kućnih Tesla Powerwallova do ogromnih hidroelektrana s pumpanjem, tehnologije pohrane brzo se razvijaju. Nova tržišta od Saudijske Arabije do Latinske Amerike pridružuju se vodećima (SAD, Kina, Europa) u masovnom uvođenju pohrane woodmac.com. Ukratko, 2025. se oblikuje kao prijelomna godina za inovacije i implementaciju pohrane energije, u mrežnim, kućnim, industrijskim, mobilnim i eksperimentalnim primjenama.
Ovo izvješće detaljno analizira svaki glavni oblik skladištenja energije – kemijske baterije, mehaničke sustave, toplinsko skladištenje i vodik – ističući najnovije tehnologije, stručne uvide, nedavna otkrića i što ona znače za čišću, otporniju energetsku budućnost. Ton je pristupačan i zanimljiv, pa bez obzira jeste li povremeni čitatelj ili entuzijast za energiju, nastavite čitati kako biste otkrili kako nova rješenja za skladištenje pokreću naš svijet (i saznajte koja će sljedeća doživjeti procvat!).
Litij-ionske baterije: Vladajući radni konj
Litij-ionske baterije i dalje su radni konj skladištenja energije u 2025. godini, dominirajući svime od baterija za telefone do skladišnih farmi na razini mreže. Litij-ionska (Li-ion) tehnologija nudi visoku energetsku gustoću i učinkovitost, što je čini idealnom za primjene do nekoliko sati skladištenja. Troškovi su strmoglavo pali posljednjih godina, pomažući Li-ion tehnologiji da osvoji tržišta: prosječna globalna cijena baterijskih paketa pala je za oko 20% u 2024. na 115 USD/kWh (paketi za električna vozila čak su pali ispod 100 USD/kWh) energy-storage.news. Ovaj nagli pad – najveći od 2017. – potaknut je proizvodnom skalom, tržišnom konkurencijom i prelaskom na jeftinije kemije poput LFP (litij-željezo-fosfat) energy-storage.news. Litij-željezo-fosfatne baterije, bez kobalta i nikla, postale su popularne zbog niže cijene i poboljšane sigurnosti, osobito u električnim vozilima i kućnom skladištenju, čak i ako imaju nešto nižu energetsku gustoću od visokoniklovih NMC ćelija.
Ključni trendovi za Li-ion 2024.–2025.:
- Veće i jeftinije: Ogromna ulaganja u gigatvornice (npr. Northvolt u Švedskoj energy-storage.news) i kineski baterijski divovi povećali su ponudu. Globalni kapacitet proizvodnje baterija (3,1 TWh) sada daleko premašuje potražnju, što prisiljava cijene prema dolje energy-storage.news. Industrijski analitičari bilježe intenzivnu cjenovnu konkurenciju – “manji proizvođači pod pritiskom su da snize cijene ćelija kako bi se borili za tržišni udio,” kaže Evelina Stoikou iz BloombergNEF-a energy-storage.news.
- Sigurnost i regulativa: Zapaženi požari baterija stavili su fokus na sigurnost. Nove regulative poput EU Uredbe o baterijama (stupa na snagu 2025.) nalažu sigurnije i održivije baterije enerpoly.com. To potiče inovacije u sustavima upravljanja baterijama i dizajnu otpornom na požar. Kako je jedan stručnjak iz industrije primijetio, “Sigurnost od požara baterija postala je ključni fokus, što značajno komplicira proces izdavanja dozvola… industrija prelazi na sigurnije tehnologije baterija” enerpoly.com.
- Recikliranje i opskrbni lanac: Kako bi se odgovorilo na održivost i sigurnost opskrbe, tvrtke povećavaju recikliranje baterija (npr. Redwood Materials, Li-Cycle) i koriste etički dobivene materijale. Nove EU regulative također zahtijevaju udio recikliranog sadržaja u baterijama enerpoly.com. Ponovnom upotrebom litija, nikla itd., te razvojem alternativnih kemija koje izbjegavaju rijedak kobalt, industrija nastoji smanjiti troškove i utjecaj na okoliš.
- Primjene: Li-ion je posvuda – kućne baterije (poput Tesla Powerwall i LG RESU) omogućuju kućama prebacivanje solarne energije kroz vrijeme i osiguravaju rezervno napajanje. Komercijalni i industrijski sustavi instaliraju se radi smanjenja troškova vršne potrošnje. Baterijske farme na razini mreže, često smještene uz solarne ili vjetroelektrane, pomažu izravnati proizvodnju i opskrbu tijekom večernjih vršnih sati. Posebno, Kalifornija i Teksas su svaka instalirale nekoliko gigavata Li-ion skladišta za povećanje pouzdanosti mreže. Ovi sustavi od 1–4 sata izvrsni su za brzi odziv i svakodnevne cikluse, pružajući usluge poput regulacije frekvencije i smanjenja vršnih opterećenja. Međutim, za dulja trajanja (8+ sati), Li-ion postaje manje isplativ zbog rasta troškova – otvarajući prostor za druge tehnologije energy-storage.news.
Prednosti: Visoka učinkovitost (~90%), brz odziv, brzo padajući troškovi, dokazana pouzdanost (tisuće ciklusa) i svestranost od malih ćelija do velikih kontejnera enerpoly.com.
Ograničenja: Ograničene sirovine (litij itd.) s rizicima u opskrbnom lancu, rizik od požara/termalnog bijega (ublažen LFP kemijom i sigurnosnim sustavima) te ekonomska ograničenja za trajanja dulja od ~4–8 sati (gdje alternativna pohrana može biti jeftinija) energy-storage.news. Također, performanse Li-ion baterija mogu opadati pri ekstremnoj hladnoći, iako nove kemijske prilagodbe (poput dodavanja silicija ili korištenja anoda od litij-titanata) i hybrid packs nastoje to poboljšati.
“Litij-ionske baterije i dalje su idealne za aplikacije kratkog trajanja (1–4 sata), ali isplativost opada za dulju pohranu, što otvara priliku za pojavu alternativnih tehnologija,” navodi nedavna industrijska analiza enerpoly.com. Drugim riječima, dominacija Li-ion baterija nastavlja se i 2025., ali next-generation batteries are waiting in the wings kako bi riješile njihove nedostatke.
Iza litija: Proboji sljedeće generacije baterija
Iako je Li-ion danas vodeći, val next-generation battery technologies sazrijeva – obećavajući veću energetsku gustoću, dulje trajanje, jeftinije materijale ili poboljšanu sigurnost. 2024.–2025. donijele su veliki napredak u ovim alternativnim kemijama:
Baterije s čvrstim elektrolitom (Li-metal baterije)
Solid-state batteries zamjenjuju tekući elektrolit u Li-ion ćelijama čvrstim materijalom, što omogućuje korištenje anode od litij-metala. To bi moglo dramatično povećati energetsku gustoću (za veći doseg električnih vozila) i smanjiti rizik od požara (čvrsti elektroliti nisu zapaljivi). Nekoliko tvrtki dospjelo je u središte pozornosti:
- Toyota najavila je „tehnološki proboj” i ubrzala razvoj baterija s čvrstim elektrolitom, s ciljem lansiranja EV baterija s čvrstim elektrolitom do 2027.–2028. electrek.coelectrek.co. Toyota tvrdi da će njezin prvi automobil s baterijom na čvrsti elektrolit napuniti za 10 minuta i omogućiti domet od 750 milja (1.200 km), uz 80% napunjenosti za ~10 min electrek.co. “U sljedećih nekoliko godina izbacit ćemo EV s baterijama na čvrsti elektrolit… vozilo koje će se puniti za 10 minuta i imati domet od 1.200 km,” rekao je Toyota izvršni direktor Vikram Gulati electrek.co. Međutim, masovna proizvodnja se ne očekuje prije 2030. zbog proizvodnih izazova electrek.co.
- QuantumScape, Solid Power, Samsung i drugi također razvijaju ćelije s čvrstim elektrolitom. Prototipovi pokazuju obećavajuću energetsku gustoću (možda 20–50% bolju od današnjih Li-ion) i životni vijek, ali povećanje proizvodnje je teško. Stručno mišljenje: Baterije s čvrstim elektrolitom su “potencijalni pokretači promjena”, ali vjerojatno neće utjecati na potrošačko tržište prije kasnih 2020-ih electrek.co.
Prednost: Veća energetska gustoća (lakši EV s duljim dometom), poboljšana sigurnost (manji rizik od požara), moguće brže punjenje.
Ograničenja: Skupa i složena proizvodnja u velikim razmjerima; materijali poput elektrolita otpornog na dendrite još se optimiziraju. Komercijalni rokovi ostaju 3–5 godina, pa je 2025. više godina prototipova i pilot-linija nego masovne primjene.
Litij-sumporne baterije
Litij-sumporne (Li-S) baterije predstavljaju iskorak u pohrani energije korištenjem ultra-laganog sumpora umjesto teških metalnih oksida za katodu. Sumpor je obilan, jeftin i teoretski može pohraniti mnogo više energije po težini – omogućujući ćelije s do 2x većom energetskom gustoćom od Li-ion lyten.com. Problem je bio kratak životni vijek (problem „polisulfidnog šatla” koji uzrokuje degradaciju). U 2024. Li-S je napravio veliki iskorak prema komercijalizaciji:
- Američki startup Lyten započeo je isporuku prototipskih litij-sumpornih ćelija od 6,5 Ah proizvođačima automobila, uključujući Stellantis, za testiranje lyten.com. Ove “A-uzorak” Li-S baterije se procjenjuju za električna vozila, dronove, zrakoplovstvo i vojnu upotrebu lyten.com. Lytenova Li-S tehnologija koristi vlasnički 3D grafen za stabilizaciju sumpora. Tvrtka tvrdi da bi njihove ćelije mogle doseći 400 Wh/kg (otprilike dvostruko više od tipične EV baterije) i biti proizvedene na postojećim proizvodnim linijama za Li-ion baterije lyten.com.
- Lytenova glavna direktorica za baterijsku tehnologiju, Celina Mikolajczak, objašnjava privlačnost: “Masovna elektrifikacija i ciljevi neto nulte emisije zahtijevaju baterije veće energetske gustoće, manje mase i niže cijene, koje se mogu u potpunosti nabavljati i proizvoditi u velikim razmjerima koristeći lokalno dostupne materijale. To je Lytenova litij-sumporna baterija.” lyten.com Drugim riječima, Li-S bi mogao eliminirati skupe metale – sumpor je jeftin i široko dostupan, a nema potrebe za niklom, kobaltom ili grafitom u Lytenovom dizajnu lyten.com. To rezultira projekcijom od 65% manjeg ugljičnog otiska u odnosu na Li-ion i smanjuje zabrinutost oko opskrbnih lanaca lyten.com.
- Drugdje, istraživači (npr. Sveučilište Monash u Australiji) izvijestili su o poboljšanim Li-S prototipovima, čak su demonstrirali ultra-brzo punjenje Li-S ćelija za električne kamione na duge relacije techxplore.com. Tvrtke poput OXIS Energy (sada ugašene) i druge su utrle put, a sada više inicijativa cilja na komercijalni Li-S do sredine/kraja 2020-ih.
Prednost: Izuzetno visoka energetska gustoća (lakše baterije za vozila ili zrakoplove), niska cijena materijala (sumpor) i neovisnost o rijetkim metalima.
Ograničenja: Povijesno loš vijek trajanja ciklusa (iako novi dizajni tvrde da su napredovali) i niža učinkovitost. Li-S baterije također imaju nižu volumetrijsku gustoću (zauzimaju više prostora) i vjerojatno će prvo služiti za specifične potrebe visoke gustoće (dronovi, zrakoplovstvo) prije nego zamijene EV baterije. Očekivani vremenski okvir: Rane Li-S baterije mogle bi se ograničeno koristiti u zrakoplovstvu ili obrani do 2025.–2026. lyten.com, a šira komercijalna EV primjena moguća je kasnije ako se problemi s izdržljivošću u potpunosti riješe.
Natrij-ionske baterije
Natrij-ionske (Na-ion) baterije pojavile su se kao privlačna alternativa za određene primjene, koristeći nisku cijenu i obilnu dostupnost natrija (iz obične soli) umjesto litija. Iako natrij-ionske ćelije po težini pohranjuju nešto manje energije od Li-ion, nude velike prednosti u cijeni i sigurnosti što je potaknulo intenzivan razvoj, osobito u Kini. Nedavni proboji uključuju:
- CATL (Contemporary Amperex Technology Co.), najveći svjetski proizvođač baterija, predstavio je svoju drugu generaciju natrij-ionske baterije krajem 2024., za koju se očekuje da će premašiti 200 Wh/kg energetske gustoće (s ~160 Wh/kg u prvoj generaciji) ess-news.com. Glavni znanstvenik CATL-a dr. Wu Kai rekao je da će nova Na-ion baterija biti lansirana 2025., iako će masovna proizvodnja započeti kasnije (očekuje se do 2027.) ess-news.com. Posebno, CATL je čak razvio hibridni baterijski paket (nazvan “Freevoy”) koji kombinira natrij-ionske i litij-ionske ćelije kako bi iskoristio prednosti svake tehnologije ess-news.com. U ovom dizajnu, natrij-ionske ćelije podnose ekstremno hladne uvjete (zadržavajući punjenje do -30 °C) i omogućuju brzo punjenje, dok Li-ion pruža veću osnovnu energetsku gustoću ess-news.com. Ovaj hibridni paket, namijenjen EV-ima i plug-in hibridima, može omogućiti domet veći od 400 km i 4C brzo punjenje, koristeći natrij-ionske ćelije za rad u -40 °C okruženjima ess-news.com.
- BYD, još jedan kineski div u području baterija/električnih vozila, objavio je 2024. godine da je njegova natrij-ionska tehnologija dovoljno smanjila troškove da do 2025. izjednači troškove s litij-željezo-fosfatnim (LFP) baterijama, a dugoročno bi mogla biti 70% jeftinija od LFP ess-news.com. BYD je započeo izgradnju tvornice natrijskih baterija kapaciteta 30 GWh i krajem 2024. lansirao ono što naziva prvim svjetskim visokoučinkovitim sustavom za pohranu energije s natrij-ionskim baterijama (ESS) ess-news.com. BYD-ov “Cube SIB” kontejner sadrži 2,3 MWh po jedinici (otprilike polovicu energije ekvivalentnog Li-ion kontejnera, zbog niže energetske gustoće)ess-news.com. Isporuka u Kini planirana je za treći kvartal 2025. s cijenom po kWh sličnom LFP baterijama ess-news.com. BYD naglašava nadmoćne performanse natrij-ionskih baterija pri niskim temperaturama, dug vijek trajanja i sigurnost (bez litija znači manji rizik od požara) ess-news.com.
- Industrijska perspektiva: Izvršni direktor CATL-a Robin Zeng hrabro je predvidio da bi natrij-ionske baterije mogle “zamijeniti do 50% tržišta litij-željezo-fosfatnih baterija” u budućnosti ess-news.com. Ovo odražava povjerenje da će Na-ion preuzeti velik udio u stacionarnoj pohrani i osnovnim električnim vozilima, gdje su zahtjevi za energetskom gustoćom umjereni, ali je cijena ključna. Budući da je natrij jeftin i široko dostupan, a Na-ion ćelije mogu koristiti aluminij (jeftiniji od bakra) za kolektore struje, trošak sirovina je znatno niži nego kod Li-ion baterija ess-news.comess-news.com. Nadalje, natrij-ionska kemija inherentno ima izvrsnu toleranciju na niske temperature i može se sigurno puniti do 0V za transport, što pojednostavljuje logistiku.
Prednost: Niska cijena i obilje materijala (bez litija, kobalta ili nikla), poboljšana sigurnost (ne-zapaljive formulacije elektrolita, manji rizik od toplinskog bijega), dobre performanse u hladnim klimama i potencijal za dug vijek trajanja. Idealno za stacionarnu pohranu velikih razmjera i pristupačna električna vozila.
Ograničenja: Niža gustoća energije (~20–30% manja od Li-ion) znači teže baterije za istu količinu naboja – prihvatljivo za skladištenje energije u mreži, manji kompromis za gradske automobile, ali manje pogodno za vozila dugog dometa osim ako se ne poboljša. Također, industrija Na-ion baterija tek se počinje širiti; globalnoj proizvodnji i opskrbnim lancima treba nekoliko godina da sazriju. Pratite pilot-projekte 2025.–2026. (Kina će vjerojatno predvoditi) i prve uređaje na Na-ion pogon (moguće neki kineski EV modeli ili e-bicikli na Na-ion do 2025.).
Protokne baterije (vanadij, željezo i ostale)
Protokne baterije pohranjuju energiju u spremnicima s tekućim elektrolitima, koji se pumpaju kroz ćelijski sklop radi punjenja ili pražnjenja. One odvajaju energiju (veličina spremnika) od snage (veličina sklopa), što ih čini vrlo pogodnima za dugotrajno skladištenje (8+ sati) s dugim vijekom trajanja. Najpoznatiji tip je vanadijeva redoks protokna baterija (VRFB), a 2024. donijela je prekretnicu: najveći svjetski sustav protoknih baterija dovršen je u Kini energy-storage.news.
- Rekordni projekt u Kini: Rongke Power dovršio je instalaciju 175 MW / 700 MWh vanadijeve protokne baterije u Ulanqabu (Wushi), Kina – trenutno najveće protokne baterije na svijetu energy-storage.news. Ovaj masivni sustav s trajanjem od 4 sata osigurat će stabilnost mreže, smanjenje vršnog opterećenja i integraciju obnovljivih izvora energije u lokalnu mrežu energy-storage.news. Stručnjaci iz industrije istaknuli su značaj: “700 MWh je velika baterija – bez obzira na tehnologiju. Nažalost, protokne baterije ove veličine postoje samo u Kini,” rekao je Mikhail Nikomarov, veteran sektora protoknih baterija energy-storage.news. Doista, Kina snažno podupire projekte vanadijevih protoknih baterija; Rongke Power je prethodno izgradio VRFB od 100 MW / 400 MWh u Dalianu (pušten u rad 2022.) energy-storage.news. Ovi projekti pokazuju da se protokne baterije mogu skalirati na stotine MWh, omogućujući dugotrajno skladištenje energije (LDES) s mogućnošću obavljanja zadataka poput black start funkcionalnosti za mrežu (kao što je demonstrirano u Dalianu) energy-storage.news.
- Prednosti protočnih baterija: Obično mogu izdržati desetke tisuća ciklusa s minimalnom degradacijom, nudeći vijek trajanja od 20+ godina. Elektroliti (vanadij u kiselom otopini za VRFB, ili druge kemije poput željeza, cink-bromida ili organskih spojeva u novijim protočnim dizajnima) ne troše se tijekom normalnog rada i nema rizika od požara. To čini održavanje jednostavnijim, a sigurnost vrlo visokom.
- Nedavni razvoj: Izvan Kine, tvrtke poput ESS Inc (SAD) razvijaju protočne baterije na bazi željeza, dok drugi istražuju protočne sustave na bazi cinka. Australija i Europa bilježe skromne projekte (nekoliko MWh). Izazov ostaje veći početni trošak – “protočne baterije još uvijek imaju znatno veći capex od litij-ionskih, koje danas dominiraju tržištem” energy-storage.news. No, za duža trajanja (8–12 sati ili više), protočne baterije mogu postati konkurentne po cijeni po pohranjenom kWh, jer je povećanje volumena spremnika jeftinije od slaganja više Li-ion paketa. Vlade i elektroprivrede zainteresirane za višesatnu pohranu za noćno ili višednevno prebacivanje obnovljivih izvora sada financiraju pilot-projekte protočnih baterija kao obećavajuće LDES rješenje.
Prednosti: Izvrsna izdržljivost (nema pada kapaciteta kroz tisuće ciklusa), inherentno sigurne (nema rizika od požara i mogu ostati potpuno ispražnjene bez štete), lako skalabilan kapacitet energije (samo veći spremnici za više sati) i korištenje obilnih materijala (posebno za željezne ili organske protočne baterije). Idealno za stacionarno skladištenje dugog trajanja (od 8 sati do nekoliko dana) i česte cikluse s dugim vijekom trajanja.
Ograničenja: Niska energetska gustoća (prikladno samo za stacionarnu upotrebu – spremnici s tekućinom su teški i glomazni), veći početni trošak po kWh u odnosu na Li-ion za kraća trajanja, a većina kemija zahtijeva pažljivo rukovanje korozivnim ili toksičnim elektrolitima (vanadijev elektrolit je kiseo, cink-bromid koristi opasni brom itd.). Također, protočne baterije obično imaju nižu učinkovitost ciklusa (~65–85% ovisno o tipu) u odnosu na Li-ion (~90%). U 2025. godini, protočne baterije su nišna, ali rastuća kategorija, s Kinom kao predvodnikom implementacije. Očekuje se daljnje poboljšanje učinkovitosti i smanjenje troškova; nove kemije (poput organskih protočnih baterija koje koriste ekološki prihvatljive molekule ili hibridnih protočno-kapacitorskih sustava) su u fazi istraživanja i razvoja kako bi se proširila privlačnost.
Ostale nove baterije (cink, željezo-zrak itd.)
Osim navedenog, nekoliko “wild card” baterijskih tehnologija je u razvoju ili ranoj demonstraciji:
- Baterije na bazi cinka: Cink je jeftin i siguran. Osim cink-bromidnih protočnih ćelija, postoje statičke cinkove baterije poput cink-ionskih (s vodenim elektrolitom) i cink-zrak baterija (koje proizvode energiju oksidacijom cinka zrakom). Kanadska tvrtka Zinc8 i druge radile su na skladištenju energije pomoću cink-zrak tehnologije za potrebe mreže (sposobne za skladištenje od nekoliko sati do nekoliko dana), ali napredak je bio spor i Zinc8 se suočio s financijskim poteškoćama 2023.–2024. Druga tvrtka, Eos Energy Enterprises, uvodi cink-hibrid katodne baterije (vodena cinkova baterija) za skladištenje od 3–6 sati; međutim, imala je problema s proizvodnjom. Cinkove baterije općenito se odlikuju niskom cijenom i nezapaljivošću, ali mogu patiti od stvaranja dendrita ili gubitka učinkovitosti. 2025. bi mogao donijeti poboljšane cinkove dizajne (s aditivima i boljim membranama) koji bi mogli ponuditi jeftiniju alternativu Li-ion baterijama za stacionarno skladištenje, ako se uspije povećati proizvodnja.
- Željezo-zračne baterije: Inovativna “baterija od hrđe” koju je razvila američka startup tvrtka Form Energy dospjela je u središte pozornosti kao rješenje za mrežu s trajanjem od 100 sati. Željezo-zračne baterije pohranjuju energiju hrđanjem željeznih peleta (punjenje) i kasnijim uklanjanjem hrđe (pražnjenje), što je u biti kontrolirani ciklus oksidacije i redukcije energy-storage.news. Reakcija je spora, ali izuzetno jeftina – željeza ima u izobilju i baterija može isporučiti višednevnu energiju po niskoj cijeni, iako s niskom učinkovitošću (~50–60%) i sporim odzivom. U kolovozu 2024. Form Energy je započeo izgradnju svog prvog pilot projekta za mrežu: 1,5 MW / 1500 MWh (100 sati) željezo-zračnog sustava s Great River Energy u Minnesoti energy-storage.news. Projekt će biti pušten u rad krajem 2025. i ocjenjivat će se tijekom nekoliko godina energy-storage.news. Form također planira veće sustave, poput instalacije od 8,5 MW / 8.500 MWh u Maineu uz podršku američkog DOE-a energy-storage.news. Ove željezo-zračne baterije pune se tijekom mnogo sati kada je dostupno viška obnovljive energije (npr. vjetroviti dani), a zatim mogu neprekidno prazniti više od 4 dana po potrebi. Izvršni direktor Form Energyja Mateo Jaramillo vidi u tome mogućnost da obnovljivi izvori djeluju kao osnovna energija: to “omogućuje da obnovljiva energija služi kao ‘osnovna’ za mrežu” pokrivajući duge periode bez vjetra ili sunca energy-storage.news. Menadžer Great River Energyja Cole Funseth dodao je, “Nadamo se da će nam ovaj pilot projekt pomoći da predvodimo put prema višednevnom skladištenju i mogućem širenju u budućnosti.” energy-storage.news
- Prednost: Izuzetno dugo trajanje po izuzetno niskoj cijeni koristeći hrđu – željezo-zračne baterije mogle bi koštati djelić cijene Li-ion baterija po kWh za vrlo dugo skladištenje, koristeći sigurne, dostupne materijale. Idealno za hitne rezerve i sezonsko skladištenje, ne samo za dnevne cikluse.
- Ograničenja: Niska učinkovitost ciklusa (gubi se oko pola energije u pretvorbi), vrlo velika površina (jer je gustoća energije niska) i sporo pokretanje – nije pogodno za potrebe brzog odziva. Komplementarno je, a ne zamjena za brze baterije. U 2025. ova tehnologija je još uvijek u pilot fazi, ali ako bude uspješna, mogla bi riješiti najteži izazov: višednevnu pouzdanost samo s obnovljivim izvorima.
- Superkondenzatori i ultrakondenzatori: Nisu baterije u užem smislu, ali vrijedi ih spomenuti – ultrakondenzatori (električni dvostruki slojni kondenzatori i novi grafenski superkondenzatori) pohranjuju energiju elektrostatski. Pune se i prazne u sekundama uz iznimno visoku izlaznu snagu i traju više od milijun ciklusa. Kompromis je mala pohrana energije po težini. U 2025. ultrakondenzatori se koriste u specifičnim ulogama: sustavi regenerativnog kočenja, stabilizatori mreže za kratke izboje i pričuvno napajanje za kritične objekte. Istraživanja su u tijeku za hibridne sustave baterija i kondenzatora koji bi mogli ponuditi i visoku energiju i visoku snagu kombiniranjem tehnologija hfiepower.com. Na primjer, neka električna vozila koriste male superkondenzatore uz baterije za upravljanje brzim ubrzanjima i energijom kočenja. Novi ugljični nanomaterijali (poput grafena) postupno poboljšavaju energetsku gustoću kondenzatora. Iako nisu rješenje za masovnu pohranu, superkondenzatori su važan dodatak za pohranu za premošćivanje vrlo kratkotrajnih praznina (sekunde do minute) i zaštitu baterija od visokih energetskih udara.
Mehaničko skladištenje energije: gravitacija, voda i zrak
Dok su baterije u središtu pozornosti, mehaničke metode skladištenja energije tiho čine okosnicu dugotrajnog skladištenja. Zapravo, najveći udio svjetskog kapaciteta za pohranu energije danas je mehanički, predvođen pumpnim hidroelektranama. Ove tehnike često koriste jednostavnu fiziku – gravitaciju, tlak ili gibanje – za pohranu ogromne količine energije u velikom mjerilu.
Pumpna hidroakumulacija – Divovska “vodena baterija”
Pumpna hidroakumulacija (PSH) najstarija je i daleko tehnologija skladištenja energije najvećeg kapaciteta na svijetu. Radi tako da se voda pumpa uzbrdo u akumulacijsko jezero kad ima viška električne energije, a zatim se ispušta nizbrdo kroz turbine za proizvodnju struje kad je to potrebno. Do 2023. globalni kapacitet pumpne hidroakumulacije dosegao je 179 GW u stotinama postrojenja nha2024pshreport.com – što čini veliku većinu ukupnog kapaciteta za pohranu energije na Zemlji. Za usporedbu, svi baterijski sustavi za pohranu iznose tek nekoliko desetaka GW (iako brzo rastu).
Nedavni razvoj:
- Rast pumpanih hidroelektrana bio je spor desetljećima, ali interes ponovno raste kako raste potreba za dugotrajnim skladištenjem energije. Međunarodna udruga za hidroenergiju izvijestila je o 6,5 GW novih PSH u 2023., čime je ukupna svjetska snaga dosegla 179 GW nha2024pshreport.com. Ambiciozni ciljevi predviđaju preko 420 GW do 2050. godine kako bi se podržala mreža s nultom emisijom nha2024pshreport.com. U SAD-u, primjerice, predloženo je 67 novih PSH projekata (ukupno >50 GW) u 21 saveznoj državi nha2024pshreport.com.
- Kina agresivno širi pumpane hidroelektrane – najveća PSH elektrana na svijetu u Fengningu (Hebei, Kina) nedavno je puštena u rad, snage 3,6 GW. Kina planira doseći 80 GW pumpanog skladištenja do 2027. kako bi integrirala velike količine obnovljivih izvora hydropower.org.
- Novi pristupi dizajnu uključuju zatvorene sustave (rezervoari izvan rijeka) radi smanjenja utjecaja na okoliš, podzemno pumpano skladištenje (korištenje napuštenih rudnika ili kamenoloma kao donjih rezervoara), pa čak i sustave temeljene na oceanu (pumpanje morske vode u rezervoare na liticama ili korištenje dubokog oceanskog tlaka). Zanimljiv primjer: istraživači proučavaju “pumpanu hidroelektranu u kutiji” koristeći teške tekućine ili čvrste utege u oknima gdje je geografija povoljna.
Prednosti: Ogroman kapacitet – elektrane mogu skladištiti gigavatsate pa čak i TWh energije (npr. velika PSH elektrana može raditi 6–20+ sati punim kapacitetom). Dug životni vijek (50+ godina), visoka učinkovitost (~70–85%) i brzi odgovor na zahtjeve mreže. Ključno, pumpana hidroelektrana omogućuje pouzdano dugotrajno skladištenje i usluge stabilnosti mreže (inercija, regulacija frekvencije) koje same baterije teško mogu pružiti u velikom opsegu. To je dokazana tehnologija s poznatom ekonomikom.
Ograničenja: Ovisno o geografiji – potrebne su odgovarajuće visinske razlike i dostupnost vode. Zabrinutost za okoliš zbog potapanja zemljišta za rezervoare i promjene riječnih ekosustava može otežati odobravanje novih projekata. Visoki početni troškovi i dugo vrijeme izgradnje predstavljaju prepreke (PSH elektrana je zapravo veliki infrastrukturni projekt). Također, iako je izvrsna za višesatno skladištenje, PSH nije vrlo modularna niti fleksibilna u pogledu lokacije. Unatoč tim izazovima, pumpana hidroelektrana ostaje “velika baterija” nacionalnih mreža, a mnoge zemlje joj se ponovno okreću u nastojanju da prijeđu na 100% obnovljivu energiju. Na primjer, američko Ministarstvo energetike procjenjuje da je potreban značajan porast PSH; SAD trenutno ima oko 22,9 GW rff.org i bit će potrebno više za ispunjavanje budućih potreba za pouzdanošću.
Skladištenje energije pomoću gravitacije – podizanje i spuštanje masivnih utega
Ako je pumpana hidroenergija podizanje vode, gravitacijsko skladištenje energije je koncept podizanja čvrstih masa za pohranu energije. Nekoliko inovativnih tvrtki bavilo se ovim posljednjih godina, u biti stvarajući “mehaničku bateriju” podizanjem teških utega i njihovim spuštanjem radi ispuštanja energije. 2024.–2025. označila je prekretnicu, jer su prvi sustavi gravitacijskog skladištenja u punoj veličini počeli s radom:
- Energy Vault, švicarsko-američki startup, izgradio je sustav gravitacijskog skladištenja od 25 MW / 100 MWh u Rudongu, Kina – prvi takve vrste u velikom mjerilu energy-storage.news. Ovaj sustav, nazvan EVx, podiže 35-tonske kompozitne blokove u visoku građevinu pri punjenju, a zatim ih spušta, pokrećući generatore, za ispuštanje energije. Do svibnja 2024. završeno je puštanje u rad energy-storage.news. To je prvi gravitacijski sustav ove veličine koji nije pumpana hidroenergija, što pokazuje da koncept može funkcionirati na razini elektroenergetske mreže energy-storage.news. Izvršni direktor Energy Vaulta, Robert Piconi, istaknuo je postignuće: “Ovo testiranje pokazuje da tehnologija gravitacijskog skladištenja energije obećava igrati ključnu ulogu u podršci energetskoj tranziciji i ciljevima dekarbonizacije Kine, najvećeg svjetskog tržišta skladištenja energije.” energy-storage.news
- Projekt u Kini izgrađen je s lokalnim partnerima po licenci, a još ih je u planu – u Kini se planira osam projekata ukupnog kapaciteta 3,7 GWh energy-storage.news. Energy Vault također surađuje s energetskim tvrtkama poput Enela na implementaciji sustava od 18 MW/36 MWh u Teksasu, što bi bila prva gravitacijska baterija u Sjevernoj Americi enelgreenpower.com, ess-news.com.
- Kako to funkcionira: Kada je dostupna višak električne energije (na primjer, u podnevnom solarnom vrhuncu), motori pokreću mehanički sustav dizalica koji podigne desetke masivnih utega na vrh konstrukcije (ili podiže teške blokove na toranj). Time se pohranjuje potencijalna energija. Kasnije, kada je potrebna energija, blokovi se spuštaju, pretvarajući motore u generatore za proizvodnju električne energije. Kružna učinkovitost iznosi oko 75–85%, a vrijeme odziva je brzo (gotovo trenutno mehaničko uključivanje). To je zapravo varijacija pumpane hidroelektrane bez vode – koriste se čvrsti utezi.
- Drugi gravitacijski koncepti: Druga tvrtka, Gravitricity (UK), testirala je korištenje napuštenih rudarskih okana za ovjes teških utega. Godine 2021. izveli su demonstraciju od 250 kW spuštanjem utega od 50 tona u rudarsko okno. Budući planovi ciljaju na sustave snage više megavata koristeći postojeću rudarsku infrastrukturu – pametan pristup ponovnoj upotrebi. Postoje i koncepti gravitacijskog skladištenja na tračnicama (vlakovi koji vuku teške vagone uzbrdo kao skladište, poput nekih prototipova u pustinji Nevade), iako su oni eksperimentalni.
Prednosti: Koristi jeftine materijale (betonski blokovi, čelik, šljunak itd.), potencijalno dug životni vijek (samo motori i dizalice – minimalna degradacija tijekom vremena), i može se skalirati na visoke snage. Nema goriva ni elektrokemijskih ograničenja, i može se postaviti gdje god možete izgraditi čvrstu konstrukciju ili okno. Također je vrlo ekološki prihvatljivo u usporedbi s velikim branama – nema utjecaja na vodu ili ekosustav, samo fizički otisak.
Ograničenja: Niža gustoća energije od baterija – gravitacijski sustavi zahtijevaju visoke konstrukcije ili duboka okna i mnogo teških blokova za pohranu značajne količine energije, pa je otisak po MWh velik. Troškovi izgradnje za prilagođene konstrukcije mogu biti visoki (iako je Energy Vault radio na korištenju modularnih dizajna). Također, prihvaćanje od strane zajednice može biti problem (zamislite betonski toranj od 20 katova s utezima na horizontu). Gravitacijsko skladištenje je u ranoj fazi, i iako obećava, još uvijek mora dokazati da može biti konkurentno po cijeni i pouzdano dugoročno. Do 2025. tehnologija je još uvijek u fazi sazrijevanja, ali očito napreduje s pravim implementacijama.
Prvi komercijalni gravitacijski sustav za skladištenje energije Energy Vaulta (25 MW/100 MWh) u Rudongu, Kina, koristi ogromne blokove koji se podižu i spuštaju u tornju za pohranu energije energy-storage.news. Ova građevina od 20 katova prvi je svjetski veliki sustav gravitacijskog skladištenja bez vode.
Skladištenje energije komprimiranim i tekućim zrakom – pohrana energije u tlaku zraka
Korištenje komprimiranog plina za pohranu energije još je jedna ustaljena ideja koja doživljava nove inovacije. Skladištenje energije komprimiranim zrakom (CAES) postoji od 1970-ih (dvije velike elektrane u Njemačkoj i Alabami koriste struju izvan vršnih opterećenja za komprimiranje zraka u podzemne šupljine, a zatim ga spaljuju s plinom za proizvodnju energije u vrijeme vršnih opterećenja). Moderni pristupi, međutim, nastoje učiniti CAES zelenijim i učinkovitijim, čak i bez fosilnih goriva:
- Napredni adijabatski CAES (A-CAES): Nova generacija CAES-a hvata toplinu proizvedenu tijekom kompresije zraka i ponovno je koristi tijekom ekspanzije, čime se izbjegava potreba za sagorijevanjem prirodnog plina. Kanadska tvrtka Hydrostor ovdje je lider. Početkom 2025. Hydrostor je osigurao 200 milijuna dolara ulaganja za razvoj A-CAES projekata u Sjevernoj Americi i Australiji energy-storage.news. Također su dobili uvjetno jamstvo zajma od 1,76 milijardi dolara od američkog DOE-a za veliki projekt u Kalifornijienergy-storage.news. Hydrostorov planirani “Willow Rock” CAES u Kaliforniji je 500 MW / 4.000 MWh (8 sati), koristeći slanu špilju za pohranu komprimiranog zraka energy-storage.news. Također imaju projekt od 200 MW / 1.600 MWh u Australiji (Broken Hill, “Silver City”) s ciljem početka izgradnje 2025. godine energy-storage.news.
- Kako A-CAES radi: Električna energija pokreće kompresore koji stlačuju zrak, ali umjesto da se toplina ispušta (kao kod tradicionalnog CAES-a), toplina se pohranjuje (na primjer, Hydrostor koristi sustav vode i izmjenjivača topline za hvatanje topline u tlačnoj vodenoj petlji) energy-storage.news. Komprimirani zrak se obično drži u zapečaćenoj podzemnoj špilji. Za pražnjenje, pohranjena toplina se vraća zraku (zagrijavajući ga) dok se ispušta kako bi pokrenula turbinski generator. Recikliranjem topline, A-CAES može postići učinkovitost od 60–70%, što je znatno bolje od ~40–50% starijih CAES sustava koji su gubili toplinu energy-storage.news. Također ne emitira ugljik ako se napaja obnovljivom električnom energijom.
- Izjava stručnjaka: “Pohrana energije komprimiranim zrakom puni se pritiskanjem zraka u špilju, a prazni ga kroz sustav grijanja i turbinu… Kod [tradicionalnog] CAES-a, manje od 50% energije je moguće povratiti, jer se toplinska energija gubi. A-CAES pohranjuje tu toplinu kako bi poboljšao učinkovitost,” kako je objašnjeno u analizi Energy-Storage.news energy-storage.news.
- Skladištenje energije u tekućem zraku (LAES): Umjesto komprimiranja zraka pod visokim tlakom, možete ukapljiti zrak superhlađenjem na -196 °C. Tekući zrak (uglavnom tekući dušik) pohranjuje se u izoliranim spremnicima. Za proizvodnju električne energije, tekućina se pumpa i isparava natrag u plin, koji se širi kroz turbinu. Britanska tvrtka Highview Power predvodi ovu tehnologiju. U listopadu 2024. Highview je najavio LAES projekt od 2,5 GWh u Škotskoj, za koji se tvrdi da je najveće postrojenje za skladištenje energije u tekućem zraku na svijetu u razvoju energy-storage.news. Prvi ministar Škotske John Swinney pohvalio je projekt: “Stvaranje najvećeg postrojenja za energiju iz tekućeg zraka na svijetu, u Ayrshireu, pokazuje koliko je Škotska vrijedna u isporuci niskougljične budućnosti…” energy-storage.news. Ovo postrojenje (u Hunterstonu) pružit će ključnu pohranu za energiju iz vjetroelektrana na moru i pomoći u rješavanju ograničenja mreže energy-storage.news.
- Highview već upravlja LAES demonstratorom od 5 MW / 15 MWh u blizini Manchestera od 2018. godine energy-storage.news. Nova ekspanzija u Škotskoj (50 MW tijekom 50 sati = 2,5 GWh) pokazuje povjerenje u održivost tehnologije. Highview je također prikupio 300 milijuna funti u 2024. (uz podršku britanske državne Infrastructure Bank i drugih) za izgradnju LAES-a od 300 MWh u Manchesteru i pokretanje ove veće flote en.wikipedia.org.
- Prednosti LAES-a: Koristi lako dostupne komponente (industrijski strojevi za ukapljivanje i ekspanziju zraka), a tekući zrak ima visoku energetsku gustoću za mehaničko skladištenje (mnogo kompaktnije od CAES špilje, iako manje gusto od baterija). Može se postaviti gotovo bilo gdje i ne koristi egzotične materijale. Predviđena učinkovitost je oko 50–70%, a može isporučivati energiju tijekom dugih razdoblja (sati do dana) s velikim spremnicima.
- LAES također može proizvoditi vrlo hladan zrak kao nusproizvod, koji se može koristiti za hlađenje ili povećanje učinkovitosti proizvodnje električne energije (Highviewov dizajn integrira neke od tih sinergija). Škotski projekt dobio je državnu podršku kroz novi tržišni mehanizam cap-and-floor za dugotrajno skladištenje, što pokazuje da se politika usklađuje za podršku takvim projektimaenergy-storage.news.
Prednosti (za CAES i LAES): Mogućnost dugotrajnog skladištenja (od nekoliko sati do desetaka sati), koristi jeftin radni materijal (zrak!), može se graditi u velikim razmjerima za podršku mreži i ima dug životni vijek. Također inherentno pružaju određenu inerciju mreži (rotirajuće turbine), što pomaže stabilnosti. Nema toksičnih materijala niti rizika od požara.
Ograničenja: Niža ukupna učinkovitost od elektrokemijskih baterija (osim ako se otpadna toplina ne koristi drugdje). CAES zahtijeva odgovarajuću geologiju za špilje (iako postoje nadzemni CAES spremnici za male razmjere). LAES zahtijeva rukovanje vrlo hladnim tekućinama i ima određene gubitke isparavanja ako se skladišti dugoročno. Obje su kapitalno intenzivne – isplative su u velikim razmjerima, ali nisu tako modularne kao baterije. U 2025. ove tehnologije su na pragu komercijalizacije, a projekti Highviewa i Hydrostora ključni su testni slučajevi. Ako postignu ciljeve performansi i troškova, mogli bi popuniti vrijednu nišu za pomicanje energije u velikim količinama krajem 2020-ih i kasnije.
Konceptualna slika Hydrostorovog planiranog naprednog postrojenja za skladištenje energije komprimiranog zraka od 4 GWh u Kaliforniji energy-storage.news. Takva A-CAES postrojenja pohranjuju energiju upumpavanjem zraka u podzemne špilje i mogu isporučiti više od 8 sati električne energije, pomažući uravnotežiti mrežu tijekom dugih razdoblja nestalnosti obnovljivih izvora.
Zamašnjaci i druga mehanička pohrana
Zamašnjaci: Ovi uređaji pohranjuju energiju kao kinetičku energiju rotiranjem rotora velike mase velikom brzinom u okruženju s niskim trenjem. Mogu se puniti i prazniti u sekundama, što ih čini izvrsnima za kvalitetu napajanja i regulaciju frekvencije mreže. Moderni zamašnjaci (s kompozitnim rotorima i magnetskim ležajevima) već su implementirani za podršku mreži – primjerice, postrojenje zamašnjaka od 20 MW (Beacon Power) u New Yorku godinama pomaže stabilizirati frekvenciju. Zamašnjaci imaju ograničeno trajanje energije (obično se isprazne u nekoliko minuta), pa nisu za dugotrajno skladištenje, ali za kratke izboje i brzi odgovor su izvrsni. U 2024.–25. nastavlja se istraživanje zamašnjaka većih kapaciteta i čak integriranih sustava (npr. zamašnjaci u kombinaciji s baterijama za upravljanje brzim prijelazima). Također se koriste u objektima poput podatkovnih centara za neprekidno napajanje (osiguravajući prijelaznu energiju nekoliko sekundi dok se ne pokrenu generatori).
Ostale egzotične ideje: Inženjeri su kreativni – postoje prijedlozi za pohranu pomoću plutajućih utega (korištenje dubokih rudarskih okana ili čak podvodnih vreća u oceanima), pohranu topline pumpanjem (korištenje toplinskih pumpi za pohranu energije kao temperaturne razlike u materijalima, a zatim pretvaranje natrag u električnu energiju pomoću toplinskog stroja – područje povezano s toplinskim skladištenjem, o čemu će biti riječi u nastavku), i sustave zvonastih plutača (pohrana komprimiranog zraka ispod plutača u oceanu). Iako su zanimljive, većina ovih ideja i dalje je eksperimentalna u 2025. Opća tema je da mehanička pohrana koristi osnovnu fiziku i često ima dugovječnost i mogućnost velikih razmjera – čineći je ključnim dodatkom brzo razvijajućem svijetu baterija.
Toplinsko skladištenje energije: toplina kao baterija
Nije sva pohrana energije izravno vezana uz električnu energiju – pohrana toplinske energije (toplina ili hladnoća) važna je strategija i za elektroenergetske sustave i za potrebe grijanja/hlađenja. Pohrana toplinske energije (TES) uključuje hvatanje energije u zagrijanom ili ohlađenom mediju i njezinu kasniju upotrebu. Ovo može pomoći u izjednačavanju potrošnje energije i integraciji obnovljivih izvora, osobito tamo gdje je potražnja za toplinom značajna (zgrade, industrija).Pohrana topline u rastaljenoj soli i na visokim temperaturama
Jedan dokazan oblik TES-a koristi se u postrojenjima za koncentriranu solarnu energiju (CSP), koja često koriste rastopljene soli za pohranu topline sunca. CSP postrojenja (poput poznatog Noor u Maroku ili Ivanpah u Kaliforniji) fokusiraju sunčevu svjetlost zrcalima kako bi zagrijali tekućinu (ulje ili rastopljenu sol) na visoke temperature (preko 500 °C). Ta se toplina može pohraniti u izolirane spremnike s rastopljenom soli na nekoliko sati i zatim koristiti za proizvodnju pare za turbine noću. Pohrana u rastaljenoj soli komercijalno se koristi i omogućuje nekoliko gigavatsati pohrane u CSP postrojenjima diljem svijeta, što nekim solarnim elektranama omogućuje isporuku električne energije i nakon zalaska sunca (obično 6–12 sati pohrane).
Osim CSP-a, pojavljuju se sustavi za električnu pohranu topline:
- Električna pohrana toplinske energije (ETES): Ovi sustavi koriste višak električne energije za zagrijavanje materijala (poput jeftinog kamenja, pijeska ili betona) na visoku temperaturu, a zatim kasnije pokreću toplinski stroj (poput parnog ciklusa ili novog pretvarača topline u električnu energiju) kako bi vratili električnu energiju. Tvrtke poput Siemens Gamesa izgradile su pilot ETES u Njemačkoj gdje su vulkanske stijene zagrijavali na ~750 °C pomoću otpornika, pohranjujući oko 130 MWh topline, a kasnije su je vraćali kao parnu energiju. Iako je taj pilot-projekt završen, pokazao je da koncept funkcionira.
- “Pješčane baterije”: Godine 2022. finski startup Polar Night Energy privukao je pažnju pohranom topline na bazi pijeska – u biti velikim izoliranim silosom pijeska koji se zagrijava otpornicima. U 2023.–2024. povećali su kapacitet: pješčana baterija snage 1 MW / 100 MWh puštena je u rad u Finskoj polarnightenergy.com, pv-magazine.com. Pijesak se zagrijava na ~500 °C pomoću jeftine obnovljive energije, a pohranjena toplina koristi se za daljinsko grijanje zimi. Pijesak je jeftin i izvrstan medij za pohranu topline (može zadržati toplinu tjednima uz minimalne gubitke u dobro izoliranom silosu). Ovo nije za proizvodnju električne energije, ali rješava sezonsku pohranu obnovljive energije prebacivanjem ljetne solarne energije (kao topline) na zimsku potražnju za grijanjem. Opisuje se kao “vrlo finska stvar” – pohranjivanje topline iz mjeseci bez sunca u obliku toplog pješčanog bunkera! euronews.com.
Prednosti: Termalna pohrana često koristi jeftine materijale (soli, pijesak, voda, kamenje) i može se skalirati na velike kapacitete uz relativno nisku cijenu po kWh. Za opskrbu toplinom može biti izuzetno učinkovita (npr. otpornim grijanjem medija i kasnijim izravnim korištenjem te topline učinkovitost je >90% za potrebe grijanja). Ključna je za dekarbonizaciju grijanja: umjesto fosilnih goriva, obnovljivi izvori mogu puniti termalne spremnike koji zatim po potrebi opskrbljuju industrijske procese ili grijanje zgrada.
Ograničenja: Ako je cilj ponovno pretvaranje u električnu energiju, termalni ciklusi su ograničeni Carnotovom učinkovitošću, pa ukupna učinkovitost ciklusa može biti 30–50%. Stoga TES kao dio opskrbe električnom energijom ima smisla samo ako je dostupna vrlo jeftina višak struja (ili ako donosi koristi kogeneracije poput kombinirane proizvodnje topline i električne energije). No za čistu upotrebu topline, termalna pohrana je vrlo učinkovita. Također, pohrana topline na vrlo duga razdoblja (sezonski) zahtijeva izuzetno dobru izolaciju ili termokemijsku pohranu (korištenje reverzibilnih kemijskih reakcija za pohranu topline).
Materijali za promjenu faze (PCM) i kriogeno hlađenje
Još jedan pristup: materijali za promjenu faze pohranjuju energiju kada se tope ili smrzavaju na ciljanoj temperaturi (latentna pohrana topline). Na primjer, skladištenje leda koristi se u nekim velikim zgradama: voda se hladi do leda noću (korištenjem struje izvan vršnih opterećenja), a zatim se topi za klimatizaciju tijekom dana, čime se smanjuje vršna potrošnja električne energije. Slično, PCM-ovi poput raznih soli, voskova ili metala mogu pohranjivati toplinu u određenim temperaturnim rasponima za industrijsku upotrebu ili čak unutar baterija električnih vozila (za upravljanje toplinskim opterećenjima).
Na hladnoj strani, tehnologije poput kriogene pohrane energije preklapaju se s onim što smo opisali kao LAES – u biti pohranjivanje energije u obliku vrlo hladnog tekućeg zraka. I ovo se može smatrati termalnim jer se oslanja na apsorpciju topline kada tekućina isparava u plin.
Termalna pohrana energije u zgradama i industriji
Vrijedi napomenuti da je rezidencijalna termalna pohrana tiho raširena: jednostavni električni bojleri za vodu zapravo su termalne baterije (griju vodu električnom energijom kad je struja jeftina, pohranjuju je za kasniju upotrebu). Programi pametnih mreža sve više koriste bojlere za upijanje viška solarne ili vjetroenergije. Neki domovi u Europi imaju toplinske baterije koje koriste materijale poput hidratiziranih soli za pohranu topline iz dizalice topline ili grijača i kasnije je oslobađaju.
U industriji, visokotemperaturna TES može hvatati otpadnu toplinu iz procesa ili osigurati visokotemperaturnu toplinu na zahtjev iz pohranjene energije (npr. industrija stakla i čelika istražuje termalne cigle ili pohranu rastaljenih metala za isporuku stalne topline iz promjenjivih obnovljivih izvora).
Sve ove termalne metode nadopunjuju električnu pohranu – dok baterije i elektrokemijski sustavi prebacuju električnu energiju, termalna pohrana rješava veliki zadatak dekarbonizacije topline i pruža dodatnu dimenziju ublažavanja energetskog sustava. U 2025. termalna pohrana možda neće dobiti toliko pažnje, ali je ključni dio slagalice, često energetski učinkovitije pohraniti toplinu za potrebe grijanja nego sve pretvarati u električnu energiju.
Vodik i Power-to-X: Pohrana energije u molekulama
Jedan od najčešće spominjanih “alternativnih” medija za pohranu energije je vodik. Kada imate višak obnovljive energije, možete ga koristiti u elektrolizeru za razdvajanje vode, pri čemu se proizvodi vodik (proces poznat kao Power-to-Hydrogen). Plinoviti vodik se zatim može pohraniti i kasnije pretvoriti natrag u električnu energiju putem gorivih ćelija ili turbina – ili se može koristiti izravno kao gorivo, za grijanje ili u industriji. Vodik je zapravo energetski vektor za pohranu između sektora, koji povezuje električnu energiju, promet i industrijske sektore.Zeleni vodik za sezonsku i dugotrajnu pohranu
Zeleni vodik (proizveden elektrolizom vode korištenjem obnovljive energije) doživio je veliki zamah u 2024. godini:
- Vlada SAD-a pokrenula je program vrijedan 7 milijardi dolara za stvaranje regionalnih čistih vodikovih čvorišta, financirajući velike projekte diljem zemlje energy-storage.news. Cilj je potaknuti infrastrukturu za vodik, dijelom radi pohrane obnovljive energije i osiguravanja rezervne energije. Na primjer, jedno čvorište u Utahu (projekt ACES Delta) koristit će višak energije iz vjetra/sunca za proizvodnju vodika i pohranjivati ga u podzemnim slanim špiljama – do 300 GWh pohranjene energije u obliku vodika, što je dovoljno za sezonsko prebacivanje energy-storage.news. Uz podršku Mitsubishi Power i drugih, ACES planira vodik dovoditi u specijalizirane plinske turbine za proizvodnju električne energije tijekom velike potražnje ili niske proizvodnje iz obnovljivih izvora energy-storage.news. Ovaj projekt, koji će biti jedno od najvećih postrojenja za pohranu energije na svijetu, ilustrira potencijal vodika za masovnu, dugotrajnu pohranu izvan mogućnosti bilo koje baterijske farme.
- Europa je jednako optimistična: Njemačka, primjerice, ima projekte s komunalnim poduzećima (LEAG, BASF itd.) koji kombiniraju obnovljivu energiju s pohranom vodika energy-storage.news. Oni vide vodik kao ključ za balansiranje mreže tijekom tjedana i mjeseci, a ne samo sati. Vlade financiraju tvornice elektrolizatora i počinju planirati mreže vodikovih cjevovoda, čime se zapravo stvara nova infrastruktura za pohranu i isporuku energije paralelna s prirodnim plinom.
- Izjava iz industrije: “Zeleni vodik može se koristiti i za industrijske i za energetske primjene, uključujući u kombinaciji s pohranom energije,” navodi analiza Solar Media energy-storage.news. Ističe da energetske tvrtke provode projekte “kombinirajući baterijsku pohranu i zeleni vodik” za dvostruki učinak kratkoročne i dugoročne pohrane energy-storage.news.
Kako funkcionira pohrana vodika: Za razliku od baterije ili spremnika koji izravno pohranjuju energiju, vodik je prijenosnik energije. Ulažete električnu energiju kako biste stvorili H₂ plin, pohranjujete taj plin (u spremnicima, podzemnim špiljama ili putem kemijskih prijenosnika poput amonijaka), a zatim kasnije dobivate energiju oksidacijom vodika (izgaranjem u turbini ili reakcijom u gorivnoj ćeliji za proizvodnju električne energije i vode). Ukupna učinkovitost ciklusa je relativno niska – obično samo ~30–40% ako idete električna energija→H₂→električna energija. Međutim, ako se vodik koristi za druge svrhe (poput pogona vozila na gorivne ćelije ili proizvodnje gnojiva), “gubitak” zapravo nije uzaludan. A ako imate velike viškove obnovljive energije (recimo vjetrovit mjesec), pretvaranje u vodik koji se može pohranjivati mjesecima ima smisla kada bi se baterije samopraznile ili bi bile nepraktično velike.
Glavne prekretnice 2024.–2025.:
- Vlade postavljaju ciljeve za kapacitet elektrolizatora u desecima GW. EU, na primjer, želi 100 GW elektrolizatora do 2030. Do 2025. u izgradnji su deseci velikih projekata elektrolizatora (100 MW razine).
- Špilje za pohranu vodika: Osim projekta u Utahu, slična pohrana u solnim špiljama planira se u UK i Njemačkoj. Solne špilje koriste se za pohranu prirodnog plina desetljećima; sada mogu pohranjivati vodik. Svaka špilja može držati ogromne količine H₂ pod tlakom – špilje u Utahu (dvije) ciljaju na 300 GWh, što je otprilike ekvivalentno 600 najvećih svjetskih baterijskih paketa.
- Gorivne ćelije i turbine: Na strani pretvorbe, tvrtke poput GE i Siemens razvile su turbine koje mogu sagorijevati vodik ili mješavine vodika i prirodnog plina za proizvodnju električne energije, a proizvođači gorivnih ćelija (poput Bloom Energy) postavljaju velike stacionarne gorivne ćelije koje mogu koristiti vodik kad je dostupan. Ova tehnologija osigurava da, kada povučemo vodik iz pohrane, možemo ga učinkovito pretvoriti natrag u energiju za mrežu.
Prednosti: Praktički neograničeno trajanje skladištenja – vodik se može čuvati u spremniku ili pod zemljom neograničeno dugo bez samopražnjenja. Sezonsko skladištenje je velika prednost: možete pohraniti solarnu energiju iz ljeta za korištenje zimi putem vodika (nešto što baterije ne mogu ekonomski izvesti u velikom opsegu). Vodik je također višestruko upotrebljiv – može se koristiti za dekarbonizaciju sektora izvan električne energije (npr. gorivo za kamione, sirovina za industriju, pričuva za mikromreže). Osim toga, kapacitet skladištenja energije je ogroman; na primjer, jedna velika slana špilja može sadržavati dovoljno vodika za proizvodnju stotina GWh električne energije – daleko više od bilo koje pojedinačne baterijske instalacije danasenergy-storage.news.
Ograničenja: Niska učinkovitost ciklusa, kako je već spomenuto. Također, vodik je zahtjevan plin za rukovanje – vrlo je male gustoće (pa zahtijeva kompresiju ili ukapljivanje, što troši energiju) i može s vremenom krhko djelovati na metale. Infrastruktura za vodik (cijevi, kompresori, sigurnosni sustavi) zahtijeva ogromna ulaganja – slično izgradnji nove plinske industrije od nule, ali s nešto drugačijom tehnologijom. Trenutno je ekonomika teška: troškovi “zelenog” vodika su visoki, iako padaju s jeftinijom obnovljivom energijom i većim opsegom. Harvardovo istraživanje čak je upozorilo da bi zeleni vodik mogao ostati skuplji nego što se očekivalo bez velikih inovacija news.harvard.edu. No, mnoge vlade subvencioniraju zeleni vodik (npr. SAD nudi porezne olakšice za proizvodnju do 3 USD/kg H₂ kroz Inflation Reduction Act).
Power-to-X: Ponekad kažemo power-to-X kako bismo uključili vodik i više od toga – poput proizvodnje amonijaka (NH₃) iz zelenog vodika (amonijak je lakše skladištiti i transportirati, može se spaljivati za energiju ili koristiti kao gnojivo), ili proizvodnje sintetičkog metana, metanola ili drugih goriva iz zelenog vodika i uhvaćenog CO₂. To su u biti pohranjene kemijske energije koje mogu zamijeniti fosilna goriva. Na primjer, zeleni amonijak bi se mogao koristiti u budućim elektranama ili brodovima – amonijak sadrži vodik u energetski gušćem tekućem obliku. Takve konverzije dodaju više složenosti i gubitka energije, ali mogu iskoristiti postojeću infrastrukturu goriva za skladištenje i transport.
U sažetku, vodik se ističe kao medij za skladištenje za vrlo velike i dugoročne primjene – kao nadopuna baterijama (koje pokrivaju dnevne cikluse) i drugim oblicima skladištenja. U 2025. vidimo prvu veliku integraciju skladištenja vodika u mreže: npr. projekt ACES u Utahu koji “nadilazi dosadašnje ponude dugotrajnog skladištenja”, s ciljem pravog sezonskog skladištenja energy-storage.news. To je uzbudljivo područje, u biti korištenje kemije za “bocanje” zelene energije za trenutke kada nam je najpotrebnija.
Mobilno i transportno skladištenje: inovacije EV baterija i vehicle-to-grid
Skladištenje energije u pokretu – u električnim vozilima, javnom prijevozu i prijenosnoj elektronici – ogroman je dio trenda. Do 2025. prodaja električnih vozila (EV) naglo raste, a svako EV je zapravo velika baterija na kotačima. To ima lančane učinke na tehnologiju skladištenja i čak na način na koji upravljamo mrežom:
- Napredak EV baterija: Raspravljali smo o čvrstom elektrolitu i drugim kemijama koje su uglavnom potaknute potragom za boljim EV baterijama (veći domet, brže punjenje). U bliskoj budućnosti, EV-ovi u 2024.–2025. imaju koristi od postupnih poboljšanja Li-ion baterija: katode s više nikla za vrhunske automobile s dugim dometom, dok mnogi modeli za masovno tržište sada koriste LFP baterije radi uštede troškova i dugovječnosti. Na primjer, Tesla i nekoliko kineskih proizvođača automobila široko su usvojili LFP u automobilima standardnog dometa. BYD-ov LFP “Blade Battery” dizajn paketa (tanak, modularni LFP format s poboljšanom sigurnošću) i dalje dobiva pohvale – 2024. BYD je čak počeo isporučivati Blade baterije Tesli za korištenje u nekim automobilima.
- Brže punjenje: Uvode se novi materijali za anodu (poput silicij-grafitnih kompozita) kako bi se omogućile veće brzine punjenja. Jedan značajan proizvod je CATL-ova Shenxing LFP baterija za brzo punjenje, predstavljena 2023., koja navodno može dodati 400 km dometa za 10 minuta punjenja pv-magazine-usa.com. Cilj je smanjiti zabrinutost zbog dometa i učiniti punjenje EV-a gotovo jednako brzim kao točenje goriva. Do 2025. više modela EV-a može se pohvaliti punjenjem na 250+ kW (ako to punionica može isporučiti), zahvaljujući poboljšanom toplinskom upravljanju baterijom i dizajnu.
- Zamjena baterija i drugi formati: U nekim regijama (Kina, Indija) istražuje se zamjena baterija za električne skutere ili čak automobile. To zahtijeva standardizirane dizajne paketa i ima implikacije na skladištenje (punjenje mnogih paketa izvan vozila). To je nišni, ali značajan pristup “mobilnom skladištenju” gdje se baterija povremeno može odvojiti od vozila.
Vozilo-mreža (V2G) i baterije za drugu upotrebu:
- V2G: Kako se EV-ovi šire, koncept njihove upotrebe kao distribuirane mreže za skladištenje postaje stvarnost. Mnogi noviji EV-ovi i punjači podržavaju vehicle-to-grid ili vehicle-to-home funkcionalnost – što znači da EV može vratiti energiju natrag kada je potrebno. Na primjer, električni pickup Ford F-150 Lightning može napajati kuću danima tijekom nestanka struje zahvaljujući velikoj bateriji. Energetske kompanije provode pilot-projekte u kojima EV-ovi priključeni na posao ili kod kuće mogu odgovarati na signale iz mreže i ispustiti male količine energije kako bi pomogli uravnotežiti mrežu ili smanjiti vršne opterećenja. U 2025. nekim područjima s visokom zastupljenošću EV-ova (poput Kalifornije, dijelova Europe) usavršavaju se propisi i tehnologija za V2G. Ako se široko usvoji, to zapravo pretvara milijune automobila u gigantsku kolektivnu bateriju kojoj operateri mreže mogu pristupiti – dramatično povećavajući efektivni kapacitet skladištenja bez izgradnje novih namjenskih baterija. Vlasnici bi čak mogli zarađivati prodajom energije natrag tijekom vršnih cijena.
- Baterije za drugu upotrebu: Kada kapacitet baterije električnog vozila padne na otprilike 70-80% nakon godina korištenja, možda više nije dovoljna za vožnju, ali još uvijek može dobro poslužiti za stacionarno skladištenje (gdje težina/prostor nisu toliko kritični). Tijekom 2024. pojavilo se više projekata koji prenamjenjuju umirovljene EV baterije u kućne ili mrežne skladišne jedinice. Nissan je, primjerice, koristio stare Leaf baterije za velika stacionarna skladišta koja napajaju uličnu rasvjetu i zgrade u Japanu. Ovo recikliranje odgađa put baterije do reciklaže i omogućuje jeftino skladištenje (jer je baterija već plaćena u svom prvom životu). Također rješava ekološke izazove izvlačenjem više vrijednosti prije recikliranja. Do 2025. tržište baterija za drugu upotrebu raste, a tvrtke se fokusiraju na dijagnostiku, obnovu i implementaciju korištenih paketa u solarna kućna skladišta ili industrijske sustave za smanjenje vršnog opterećenja.
Prednosti za mrežu i potrošače: Konvergencija prijevoza i skladištenja znači da je skladištenje energije sada sveprisutno. Vlasnici EV-a dobivaju rezervno napajanje i moguće prihode putem V2G, dok se pouzdanost mreže može poboljšati korištenjem ovog fleksibilnog resursa. Štoviše, masovna proizvodnja EV baterija snižava troškove svih baterija (ekonomija razmjera), što je dijelom razlog zašto stacionarne baterije postaju jeftinije energy-storage.news. Vladini poticaji, poput poreznih olakšica za kućne baterijske sustave i poticaja za kupnju EV-a, dodatno ubrzavaju usvajanje.
Izazovi: Potrebno je osigurati da V2G ne troši EV baterije prebrzo (pametne kontrole mogu smanjiti dodatno trošenje). Također, koordinacija milijuna vozila zahtijeva robusne komunikacijske standarde i kibernetičku sigurnost za sigurno upravljanje ovom “roj” imovinom. Standardi poput ISO 15118 (za komunikaciju pri punjenju EV-a) pomažu omogućiti dosljedan V2G među proizvođačima. Što se tiče druge upotrebe – varijabilnost stanja korištenih baterija znači da sustavi moraju upravljati modulima različitih performansi, a jamstva/standardi se još razvijaju.
Ipak, do 2025. mobilnost i skladištenje dvije su strane iste medalje: granica između “EV baterije” i “mrežne baterije” se briše, a automobili potencijalno služe i kao kućno skladište energije, dok komunalna poduzeća EV flote tretiraju kao dio svoje imovine. To je uzbudljiv razvoj koji koristi postojeće resurse za povećanje ukupnog kapaciteta skladištenja u energetskom sustavu.
Stručna mišljenja i perspektive industrije
Za cjelovitu sliku, evo nekoliko uvida energetskih stručnjaka, istraživača i donositelja politika o stanju skladištenja energije 2025.:
- Allison Weis, globalna voditeljica za skladištenje u Wood Mackenzie, istaknula je da je 2024. bila godina rušenja rekorda i potražnja za skladištenjem nastavlja rasti kako bi se “osigurala pouzdana i stabilna tržišta električne energije” dok dodajemo obnovljive izvore woodmac.com. Naglasila je kako tržišta u nastajanju, poput Bliskog istoka, ubrzavaju: Saudijska Arabija spremna je ući među 10 vodećih zemalja po implementaciji skladišta do 2025., zahvaljujući velikim planovima za solarnu i vjetroenergiju u kombinaciji s baterijama woodmac.com. Ovo pokazuje da skladištenje nije igra samo za bogate zemlje – globalizira se velikom brzinom.
- Robert Piconi (CEO Energy Vaulta), kako je spomenuto, naglasio je potencijal novih tehnologija: “skladištenje energije gravitacijom… obećava igrati ključnu ulogu u podršci energetskoj tranziciji i ciljevima dekarbonizacije”energy-storage.news. Ovo odražava optimizam da će alternative litij-ionskim baterijama (poput gravitacijskih ili drugih) proširiti alate za čistu energiju.
- Mikhail Nikomarov, stručnjak za protočne baterije, komentirao je veliki kineski protočni projekt, žaleći što se takav opseg “događa samo u Kini”energy-storage.news. On naglašava stvarnost: politička podrška i industrijska strategija (poput kineske) mogu biti presudni za usvajanje novih, kapitalno intenzivnih tehnologija skladištenja. Zapadna tržišta možda će trebati slične hrabre poteze za implementaciju protočnih, CAES i drugih tehnologija, a ne samo litija.
- Curtis VanWalleghem, CEO Hydrostora, rekao je o velikoj investiciji: “Ova investicija je još jedan glas povjerenja u Hydrostorovu [A-CAES] tehnologiju i našu sposobnost da projekte dovedemo na tržište… uzbuđeni smo zbog kontinuirane podrške naših investitora.” energy-storage.news. Njegov entuzijazam odražava širi priljev kapitala u startupe za dugotrajno skladištenje energije u 2024.–25. Slično, Form Energy prikupio je više od 450 milijuna dolara u 2023. za izgradnju svojih željezo-zrak baterija, uz investitore poput Breakthrough Energy Ventures Billa Gatesa. Takva podrška vlada i rizičnog kapitala ubrzava vremenski okvir za komercijalizaciju novih tehnologija skladištenja.
- Vlade su također glasne. Na primjer, Jennifer Granholm, američka ministrica energetike, govoreći na polaganju kamena temeljca tvornice Form Energy, istaknula je kako je višednevno skladištenje ključno za zamjenu ugljena i plina, čineći obnovljive izvore pouzdanim tijekom cijele godine energy-storage.news. U Europi, povjerenik EU za energetiku nazvao je skladištenje “nedostajućom karikom energetske tranzicije”, zagovarajući ciljeve za skladištenje energije uz ciljeve za obnovljive izvore.
- Međunarodna agencija za energiju (IEA) u svojim izvješćima naglašava da je za postizanje klimatskih ciljeva potrebna eksplozija uvođenja skladištenja. IEA napominje da, iako baterije dominiraju trenutnim planovima, moramo također ulagati u rješenja za dugotrajno skladištenje za duboku dekarbonizaciju. Predviđaju da bi samo SAD mogao trebati 225–460 GW dugotrajnog skladištenja do 2050. godine za mrežu s nultom emisijom rff.org, što je daleko iznad trenutnih razina. Ovo naglašava razmjere rasta koji slijedi – i priliku da sve tehnologije o kojima smo govorili imaju svoju ulogu.
- Na ekološkom planu, istraživači ističu važnost održivosti kroz cijeli životni ciklus. Dr. Annika Wernerman, strateg za održivost, sažela je to ovako: “U srži energetskih rješenja leži predanost ljudskom utjecaju. Potrošače privlače proizvodi koji su bez sukoba, održivi… Povjerenje je ključno – ljudi će platiti više za tvrtke koje daju prednost održivim materijalima.” enerpoly.com. Ovaj stav potiče tvrtke za skladištenje da osiguraju da su njihove baterije zelenije – kroz recikliranje, čišće kemije (poput LFP bez kobalta ili organskih protočnih baterija) i transparentne opskrbne lance.
U sažetku, stručni konsenzus je da skladištenje energije više nije niša – ono je središnje za energetski sustav, a 2025. označava prekretnicu gdje se uvođenje skladištenja ubrzava i diversificira. Donositelji politika oblikuju tržišta i poticaje (od plaćanja kapaciteta za skladištenje od strane komunalnih poduzeća do izravnih obveza nabave) kako bi potaknuli rast skladištenja. Jedan primjer: Kalifornija sada zahtijeva da novi solarni projekti uključuju skladištenje ili drugu podršku mreži, a nekoliko američkih saveznih država i europskih zemalja postavilo je ciljeve nabave skladištenja za svoja komunalna poduzeća rff.orgrff.org.
Zaključak: Prednosti, izazovi i put naprijed
Kako smo vidjeli, krajolik skladištenja energije u 2025. je bogat i brzo se razvija. Svaka tehnologija – od litijskih baterija do gravitacijskih tornjeva, od spremnika rastaljene soli do vodikovih špilja – nudi jedinstvene prednosti i rješava specifične potrebe:- Litij-ionske baterije omogućuju brzo, fleksibilno skladištenje za domove, automobile i mreže, a njihovi troškovi i dalje padaju energy-storage.news. One su okosnica današnjeg upravljanja obnovljivom energijom.
- Nove kemije baterija (čvrsto stanje, natrij-ionske, protočne baterije itd.) proširuju mogućnosti – ciljajući na sigurnija, dugotrajnija ili jeftinija rješenja koja će nadopuniti i s vremenom rasteretiti potražnju za litijem. Obećavaju rješavanje ograničenja trenutnih Li-ion baterija (rizik od požara, ograničene zalihe, trošak za dugotrajno skladištenje) u nadolazećim godinama.
- Mehanički i toplinski sustavi obavljaju teške zadatke za potrebe velikih razmjera i dugog trajanja. Pumpne hidroelektrane i dalje su tihi divovi, dok inovatori poput Energy Vaultove gravitacijske pohrane i Highviewove pohrane tekućeg zraka donose inovacije u stoljetnu fiziku, otvarajući mogućnosti za pohranu gigavatsati samo s betonskim blokovima ili tekućim zrakom.
- Vodik i Power-to-X tehnologije povezuju električnu energiju s gorivom, nudeći način za pohranu viška zelene energije mjesecima i opskrbu sektora koje je teško dekarbonizirati. Vodik je još uvijek slabiji u učinkovitosti povratnog ciklusa, ali njegova mnogostruka primjena i golemi kapacitet skladištenja daju mu ključnu ulogu za budućnost s nultom emisijom energy-storage.news.
- Mobilno skladištenje u električnim vozilima revolucionira promet i čak način na koji razmišljamo o skladištenju u mreži (jer električna vozila služe i kao resursi za mrežu). Rast ovog sektora snažno potiče tehnološki napredak i smanjenje troškova, što koristi svim oblicima skladištenja.
Prednosti u fokusu: Sve ove tehnologije zajedno omogućuju čišći, pouzdaniji i otporniji energetski sustav. Pomažu integraciji obnovljivih izvora energije (uklanjajući staru pretpostavku da su vjetar i sunce previše nestalni), smanjuju oslanjanje na fosilne elektrane za vršno opterećenje, osiguravaju rezervno napajanje u hitnim slučajevima i čak snižavaju troškove smanjenjem vršnih cijena električne energije. Strateški raspoređeno skladištenje donosi i ekološke koristi – smanjuje emisije stakleničkih plinova zamjenom generatora na plin/dizel i poboljšava kvalitetu zraka (npr. autobusi i kamioni na baterije uklanjaju dizelske ispušne plinove). Ekonomski, procvat skladištenja stvara nove industrije i radna mjesta, od gigatvornica baterija do postrojenja za elektrolizu vodika i dalje.
Ograničenja i izazovi: Unatoč impresivnom napretku, izazovi ostaju. Trošak je još uvijek faktor, posebno za novije tehnologije – mnoge trebaju dodatno povećanje obujma i učenja kako bi postale konkurentne po cijeni. Politika i dizajn tržišta moraju sustići: energetska tržišta moraju nagraditi skladištenje za cijeli niz usluga koje pruža (kapacitet, fleksibilnost, pomoćne usluge). Neke regije još uvijek nemaju jasne propise za stvari poput agregacije baterija ili V2G, što može usporiti usvajanje. Ograničenja opskrbnog lanca za ključne materijale (litij, kobalt, rijetke zemlje) također bi mogla predstavljati problem ako se ne ublaže recikliranjem i alternativnim kemijama. Osim toga, osiguravanje održivosti proizvodnje skladišta – minimiziranje ekološkog otiska rudarenja i proizvodnje – ključno je za ispunjavanje obećanja čiste energije.
Put naprijed u 2025. i kasnije vjerojatno će donijeti:
- Masovno povećanje obujma: Svijet je na putu da instalira stotine gigavatsati novih skladišta u sljedećih nekoliko godina. Na primjer, jedna analiza predviđa da će globalna implementacija baterija porasti 15 puta do 2030. enerpoly.com. Projekti na razini mreže postaju veći (nekoliko baterija od 100 MW gradi se 2025.) i raznovrsniji (uključujući više sustava od 8–12 sati).
- Hibridni sustavi: Kombiniranje tehnologija za pokrivanje različitih potreba – npr. hibridni sustavi baterija+superkondenzatora za visoku energiju i visoku snagu hfiepower.com, ili projekti koji integriraju baterije s vodikom kao što se vidi u Kaliforniji i Njemačkoj energy-storage.news. “Sve od navedenog” rješenja osigurat će pouzdanost (baterije za brzi odgovor, vodik za izdržljivost itd.).
- Fokus na dugotrajnost: Sve je veće prepoznavanje da same 4-satne baterije ne mogu riješiti višednevne zastoje obnovljivih izvora. Očekujte značajna ulaganja i možda proboje u dugotrajnom skladištenju (možda ćemo vidjeti Form Energyjevu željezo-zrak bateriju u radu na velikoj skali, ili uspješan projekt protočne baterije od 24+ sata izvan Kine). Vlade poput australske već raspravljaju o politikama za specifičnu podršku LDES (dugotrajno skladištenje energije) projektima energy-storage.news.
- Osnaživanje potrošača: Više kućanstava i poduzeća usvojit će skladištenje – izravno (kupnjom kućnih baterija) ili neizravno (putem električnih automobila ili zajedničkih energetskih shema). Virtualne elektrane (mreže kućnih baterija i električnih vozila kojima upravlja softver) se šire, dajući potrošačima ulogu na energetskim tržištima i u hitnim situacijama.
Zaključno, skladištenje energije u 2025. je dinamično i obećavajuće. Kako je navedeno u jednom izvještaju, “Skladištenje energije je ključno za globalnu energetsku tranziciju, omogućujući integraciju obnovljivih izvora i osiguravajući stabilnost mreže.” enerpoly.com Inovacije i trendovi istaknuti ovdje pokazuju industriju koja pomiče granice kako bi čista energija bila pouzdana 24/7. Ton može biti optimističan – i zaista ima mnogo razloga za uzbuđenje – ali je utemeljen na stvarnom napretku: od projekata rekordnih razmjera na terenu do revolucionarnih kemija u laboratoriju koje sada prelaze u komercijalizaciju.
Revolucija skladištenja energije je u tijeku, a njezin će se utjecaj osjetiti svuda – kada vam svjetla ostanu upaljena tijekom oluje zahvaljujući baterijskoj rezervi, kada je vaše putovanje na posao pokretano vjetrom pohranjenim u vašem automobilu prethodne noći ili kada je zrak u vašem gradu čišći jer su vršne elektrane ugašene. Izazovi i dalje postoje, ali od 2025. smjer je jasan: skladištenje postaje jeftinije, pametnije i raširenije, osvjetljavajući put prema energetskoj budućnosti bez ugljika u kojoj zaista možemo računati na obnovljive izvore kad god nam zatrebaju.
Izvori:
- Wood Mackenzie – “Energy storage: 5 trends to watch in 2025” woodmac.comwoodmac.com
- Međunarodna asocijacija za hidroenergiju – 2024 Svjetski hidroenergetski pregled nha2024pshreport.com
- Enerpoly Blog – “Budućnost skladištenja energije: 7 trendova” (IEA projekcija za 2030.) enerpoly.com
- Energy-Storage.news – Razni članci o razvoju tehnologije:
– Cijene litij-ionskih baterija pale 20% u 2024. energy-storage.news
– Novi natrij-ionski razvoj iz CATL, BYD ess-news.comess-news.com
– Rongke Power dovršava vanadijevu protočnu bateriju od 700 MWh energy-storage.news
– Projekt gravitacijskog skladištenja Energy Vault u Kini energy-storage.news
– Hydrostor A-CAES projekti i zajam DOE-a energy-storage.news (i slika energy-storage.news)
– Highview Power skladištenje tekućeg zraka od 2,5 GWh u Škotskoj energy-storage.news
– Form Energy pilot projekt željezo-zrak baterije – početak izgradnje energy-storage.news - Lyten priopćenje za medije – Litij-sumporna baterija A-uzorci za Stellantis lyten.comlyten.com
- Electrek – Toyota potvrđuje planove za čvrstotjelesne baterije (domet 750 milja) electrek.coelectrek.co
- PV Magazine/ESS News – CATL i BYD o natrij-ionskim baterijama ess-news.com
- RFF izvješće – “Punjenje: Stanje skladištenja u SAD-u” (potreba za dugotrajnim skladištenjem prema DOE-u) rff.org
(Svi su linkovi pristupljeni i informacije provjerene 2024.–2025.)
