Capacităţile de stocare a energiei în centralele de baterii din întreaga lume le vor depăşi în curând pe cele ale hidrocentralelor prin pompare

În ultimii ani, am menţionat în multe articole despre lansări de proiecte mari de centrale de baterii peste tot în lume, menite în primul rând să stocheze electricitatea produsă din surse regenerabile, surse care sunt adeseori intermitente în ritmul producţiei. De fapt, în ultimii doi ani în mod special, ţările lumii sunt într-o adevărată cursă a demarării de noi proiecte de centrale mari de baterii, în dorinţa de a ţine pasul cu ritmul galopant al dezvoltării surselor de energie regenerabilă, precum parcurile fotovoltaice şi eoliene. Ei bine, la nivel mondial acum ne apropiem de momentul crucial în care capacităţile de stocare a energiei în centralele de baterii din întreaga lume le vor depăşi pe cele ale hidrocentralelor prin pompare.

Acest moment e unul semnificativ, pentru că cele două soluţii sunt văzute adeseori drept concurente principale în a asigura acelaşi rol, de stocare a electricităţii. Hidrocentralele prin pompare sunt o soluţie care există de multe decenii încoace, dar anterior numărul şi puterea acestora nu era atât de răspândită, pentru că în sistemele energetice ale multor ţări nu existau surse atât de impredictibile şi intermitente ca cele eoliene şi solare de acum, sau cel puţin nu într-o cotă atât de mare.

Multe ţări foloseau hidrocentralele normale, cu rol de generare de electricitate, pentru a genera electricitate la orele de consum mai mare, oprindu-le la orele de consum mic şi astfel asigurau echilibrul sistemului. Unele ţări care aveau variaţii mai mari, sau îşi permiteau investiţii mai mari pentru o stabilizare mai bună a sistemului, recurgeau şi la soluţiile hidrocentralelor prin pompare.

Aceste centrale funcţionează pe principiul a două lacuri de acumulare, la o diferenţă de altitudine de câteva sute de metri de obicei, ca să existe suficientă forţă gravitaţională. Cele două lacuri sunt conectate între ele prin galerii şi turbine reversibile. Atunci când se doreşte absorbţia energiei din sistem şi stocarea acesteia, turbinele pompează apa din rezervorul inferior în cel superior, consumând electricitate. Ulterior, când se doreşte furnizarea energiei stocate înapoi în sistem, apa din rezervorul de sus e lăsată să curgă în cel inferior, iar turbinele sunt propulsate de acea apă, generând electricitate şi livrând-o în sistem. Randamentul acestor hidrocentrale prin pompare este de obicei între 77 şi 80%, cu un exemplu din Elveţia care a atins 81%.

De cealaltă parte, în ultimii ani, bateriile litiu-ion, apoi şi cele LFP, s-au dezvoltat foarte mult. Tesla a fost prima care a creat bateriile sale mari, de forma unui container, cu ideea de a le coopta şi a avea rol de centrală de stocare, iar prima mare centrală de baterii din lume a fost instalată abia acum 7 ani, în Australia, la Hornsdale. Acel moment a fost un impuls pentru mulţi alţi producători să creeze baterii similare, iar în prezent eficienţa centralelor de baterii e de circa 90-93%.

Concurenţa dintre cele două tehnologii se dă în costurile iniţiale mult mai mici la centralele de baterii, şi viteza rapidă de construcţie a acestora, între 6 luni şi maxim 2 ani, faţă de hidrocentrale, care au nevoie de investiţii iniţiale de câteva ori mai mari, iar construcţia lor durează de obicei minim vreo 6 ani, dacă nu există întârzieri birocratice. Însă hidrocentralele pot funcţiona 50-60 ani minim, putând trece şi de 100 de ani, cu eventuale turbine noi, în timp ce bateriile degradează în timp şi după câteva mii de cicluri trebuie înlocuite. Cele mai longevive centrale de baterii actuale promit 14-16 ani de exploatare în regim de o încărcare şi o descărcare pe zi.

Ei bine, astea fiind spuse, în lume se construiesc în continuare multe hidrocentrale, în special în ţările care pot avea viziune pe termen mai lung, pentru că hidrocentralele mai au şi avantajul de a putea stoca mai multă energie faţă de puterea pe care o livrează. Dacă o centrală de baterii îşi descarcă toată energia de obicei între 2 şi 4 ore, hidrocentrale prin stocare pot avea suficientă apă stocată încât să genereze electricitate de la 10 ore în sus, iar uneori şi zile la rând. În prezent, cele mai multe hidrocentrale prin pompare se construiesc în China, însă asemenea construcţii au loc şi în multe alte ţări. Totuşi, soluţia bateriilor e de multe ori mai tentantă pentru o mulţime de alte ţări, mai ales că aceste soluţii sunt preferate de investitori datorită termenului scurt de implementare şi rambursare a investiţiei. Aşa s-a ajuns ca ritmul de creştere a centralelor de baterii să fie mult mai mare, iar acum să fim în pragul momentului în care cele două soluţii vor fi echivalente, după care centralele cu baterii vor fi deja dominante.

Momentul depăşirii ar urma să aibă loc în anul 2025, dar deja în 2024 suntem aproape de el. În prezent, în lume avem centrale de baterii ce cumulează o putere de 156,6 GW, iar hidrocentralele prin pompare cumulează o putere de 196,6 GW. Însă deja cu proiectele în derulare, e clar că anul viitor balanţa va fi în favoarea centralelor de baterii.

Iată cum au evoluat cifrele puterii centralelor pe baterii (BESS) faţă de hidrocentralele prin pompare (PHES) în ultimii ani:

• 2020 — 17,6 GW BESS vs 159,5 PHES
• 2021 — 27,3 GW BESS vs 165,0 PHES
• 2022 — 44,9 GW BESS vs 175,0 PHES
• 2023 — 89,2 GW BESS vs 185,5 PHES
• 2024 — 156,6 GW BESS vs 196,6 PHES
• 2025 — 238 GW BESS vs 208 GW PHES

Către anul 2030 se estimează că centralele de baterii vor însuma 782 GW în întreaga lume. E important să spunem totuşi că aici e vorba de capacitatea de livra energie în sistem în timp real, deci efectiv vorbim de putere livrată, nu de cantitatea energiei stocate. La cantitatea GWh stocaţi în total, hidrocentralele prin pompare au încă un avans major, dar în următorii ani, cu asemenea ritm, şi acest parametru va fi depăşit.

Cel mai important e că aceste evoluţii s-au întâmplat în doar 7 ani de la prima centrală de baterii. Şi dacă în 2018 mai existau pe alocuri incidente la primele centrale de baterii, rata acestor incidente a scăzut cu 97% între 2018 şi 2023.