Il numero di sistemi di accumulo dell'energia della batteria (BESS) per applicazioni fisse, comprese applicazioni su larga scala e distribuite, ha iniziato a crescere in modo significativo, secondo il sondaggio di apricum, un'agenzia di consulenza in tecnologia pulita.Secondo stime recenti, le vendite dovrebbero crescere da circa 1 miliardo di dollari nel 2018 a tra i 20 e i 25 miliardi di dollari nel 2024.
Apricum ha individuato tre driver principali per la crescita di Bess: in primo luogo, progressi positivi nei costi delle batterie.Il secondo è il miglioramento del quadro normativo, entrambi fattori che migliorano la competitività delle batterie.In terzo luogo, Bess è un mercato di servizi indirizzabile in crescita.
1. Costo della batteria
Il prerequisito chiave per l'ampia applicazione di Bess è la riduzione dei relativi costi durante la durata della batteria.Ciò si ottiene principalmente riducendo le spese in conto capitale, migliorando le prestazioni o migliorando le condizioni di finanziamento.

2. spese in conto capitale
Negli ultimi anni, la più grande riduzione dei costi della tecnologia Bess è stata la batteria agli ioni di litio, che è scesa da circa 500-600 USD/kwh nel 2012 a 300-500 USD/kWh attuali.Ciò è dovuto principalmente alla posizione dominante della tecnologia nelle applicazioni mobili come le industrie "3C" (computer, comunicazione, elettronica di consumo) e veicoli elettrici, e le conseguenti economie di scala nella produzione.In questo contesto, Tesla prevede di ridurre ulteriormente il costo delle batterie agli ioni di litio attraverso la produzione del suo impianto “Giga factory” da 35 GWH/kW in Nevada.Alevo, un produttore americano di accumulatori di energia, ha annunciato un piano simile per trasformare una fabbrica di sigarette abbandonata in una fabbrica di batterie da 16 gigawattora.
Al giorno d'oggi, la maggior parte delle start-up tecnologiche per lo stoccaggio dell'energia si impegna ad adottare altri metodi a bassa spesa in conto capitale.Si rendono conto che sarà difficile soddisfare la capacità di produzione delle batterie agli ioni di litio e aziende come EOS, aquion o ambri stanno progettando le loro batterie per soddisfare determinati requisiti di costo fin dall'inizio.Ciò può essere ottenuto utilizzando un gran numero di materie prime a basso costo e tecnologie altamente automatizzate per elettrodi, membrane a scambio protonico ed elettroliti e esternalizzando la loro produzione ad appaltatori di produzione su scala globale come Foxconn.Di conseguenza, EOS ha affermato che il prezzo del suo sistema di classe megawatt è di soli $ 160 / kWh.
Inoltre, l'approvvigionamento innovativo può aiutare a ridurre i costi di investimento di Bess.Ad esempio, Bosch, BMW e la società di servizi pubblici svedese Vattenfall stanno installando sistemi fissi di accumulo di energia da 2 MW/2 mwh basati su batterie agli ioni di litio utilizzate nelle auto BMW I3 e ActiveE.
3. prestazioni
I parametri prestazionali della batteria possono essere migliorati attraverso gli sforzi dei produttori e degli operatori per ridurre il costo del sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS).La durata della batteria (ciclo di vita e ciclo di vita) ha ovviamente una grande influenza sull'economia della batteria.A livello di produzione, aggiungendo additivi proprietari ai prodotti chimici attivi e migliorando il processo di produzione per ottenere una qualità della batteria più uniforme e costante, la vita utile può essere estesa.
Ovviamente, la batteria dovrebbe sempre funzionare efficacemente entro il suo intervallo operativo progettato, ad esempio, quando si tratta della profondità di scarica (DoD).Il ciclo di vita può essere esteso in modo significativo limitando la possibile profondità di scarica (DoD) nell'applicazione o utilizzando sistemi con capacità superiore a quella richiesta.La conoscenza dettagliata dei migliori limiti operativi ottenuti attraverso rigorosi test di laboratorio, oltre ad avere un adeguato sistema di gestione della batteria (BMS) sono un grande vantaggio.La perdita di efficienza di andata e ritorno è dovuta principalmente all'isteresi intrinseca nella chimica delle celle.Una velocità di carica o scarica appropriata e una buona profondità di scarica (DoD) sono utili per mantenere un'elevata efficienza.
Inoltre, l'energia elettrica consumata dai componenti del sistema batteria (raffreddamento, riscaldamento o sistema di gestione della batteria) influisce sull'efficienza e dovrebbe essere ridotta al minimo.Ad esempio, aggiungendo elementi meccanici alle batterie al piombo-acido per prevenire la formazione di dendriti, è possibile ridurre il degrado della capacità della batteria nel tempo.

4. Condizioni di finanziamento
L'attività bancaria dei progetti Bess è spesso influenzata dal record di prestazioni limitate e dalla mancanza di esperienza degli istituti finanziari nelle prestazioni, nella manutenzione e nel modello di business dello stoccaggio dell'energia delle batterie.

I fornitori e gli sviluppatori di progetti di sistemi di accumulo dell'energia della batteria (BESS) dovrebbero cercare di migliorare le condizioni di investimento, ad esempio, attraverso sforzi di garanzia standardizzati o attraverso l'implementazione di un processo completo di test della batteria.

In generale, con la diminuzione della spesa in conto capitale e l'aumento del numero di batterie di cui sopra, la fiducia degli investitori aumenterà e il loro costo di finanziamento diminuirà.

5. Quadro normativo
Sistema di accumulo dell'energia della batteria implementato da wemag / younicos
Come tutte le tecnologie relativamente nuove che entrano nei mercati maturi, il sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS) si basa in una certa misura su un quadro normativo favorevole.Almeno questo significa che non ci sono ostacoli alla partecipazione al mercato per il sistema di accumulo di energia della batteria (BESS).Idealmente, i dipartimenti governativi vedranno il valore dei sistemi di archiviazione fissi e motiveranno le loro applicazioni di conseguenza.
Un esempio dell'eliminazione dell'impatto delle sue barriere applicative è l'Ordine 755 della Federal Energy Regulatory Commission (FERC), che richiede isos3 e rtos4 per fornire pagamenti più rapidi, più accurati e con prestazioni più elevate per le risorse mw-miliee55.Poiché PJM, un operatore indipendente, ha trasformato il suo mercato all'ingrosso dell'elettricità nell'ottobre 2012, la portata dello stoccaggio dell'energia è aumentata.Di conseguenza, due terzi delle apparecchiature di accumulo di energia da 62 MW installate negli Stati Uniti nel 2014 sono prodotti di accumulo di energia di PJM.In Germania, gli utenti residenziali che acquistano energia solare e sistemi di accumulo di energia possono ottenere prestiti a basso interesse da KfW, una banca di sviluppo di proprietà del governo tedesco, e ottenere uno sconto fino al 30% sul prezzo di acquisto.Finora, ciò ha portato all'installazione di circa 12000 sistemi di accumulo di energia, ma va notato che altri 13000 sono costruiti al di fuori del programma.Nel 2013, l'autorità di regolamentazione della California (CPUC) ha richiesto che il settore dei servizi pubblici acquistasse 1.325 gw di capacità di accumulo di energia entro il 2020. Il programma di approvvigionamento mira a dimostrare come le batterie possono modernizzare la rete e aiutare a integrare l'energia solare ed eolica.

Gli esempi di cui sopra sono eventi importanti che hanno destato grande preoccupazione nel campo dello stoccaggio dell'energia.Tuttavia, piccoli e spesso inosservati cambiamenti nelle regole possono avere un forte impatto sull'applicabilità regionale del sistema di accumulo di energia della batteria (BESS).Potenziali esempi includono:

Riducendo semplicemente i requisiti di capacità minima dei principali mercati di accumulo di energia della Germania, i sistemi di accumulo di energia residenziali potranno partecipare come centrali elettriche virtuali, rafforzando ulteriormente il business case di Bess.
L'elemento centrale del terzo piano di riforma energetica dell'UE, entrato in vigore nel 2009, è la separazione delle attività di generazione e vendita di energia dalla rete di trasmissione.In questo caso, a causa di alcune incertezze giuridiche, le condizioni alle quali il gestore del sistema di trasmissione (TSO) sarà autorizzato a gestire il sistema di accumulo dell'energia non sono del tutto chiare.Il miglioramento della legislazione getterà le basi per una più ampia applicazione del sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS) a sostegno della rete elettrica.
Soluzione di alimentazione AEG per il mercato dei servizi indirizzabili
L'andamento specifico del mercato elettrico mondiale sta determinando una crescente domanda di servizi.In linea di principio, il servizio Bess può essere adottato.Le relative tendenze sono le seguenti:
A causa della fluttuazione dell'energia rinnovabile e dell'aumento dell'elasticità dell'alimentazione durante i disastri naturali, la domanda di flessibilità nel sistema di alimentazione è in aumento.Qui, i progetti di stoccaggio dell'energia possono fornire servizi ausiliari come il controllo della frequenza e della tensione, la mitigazione della congestione della rete, l'inasprimento delle energie rinnovabili e il black start.

Espansione e implementazione delle infrastrutture di generazione e trasmissione e distribuzione a causa dell'invecchiamento o della capacità insufficiente, nonché maggiore elettrificazione nelle zone rurali.In questo caso, il sistema di accumulo di energia della batteria (BESS) può essere utilizzato come alternativa per ritardare o evitare investimenti infrastrutturali per stabilizzare la rete elettrica isolata o migliorare l'efficienza dei generatori diesel nel sistema off-grid.
Gli utenti finali industriali, commerciali e residenziali stanno lottando per far fronte a tariffe elettriche più elevate, soprattutto a causa delle variazioni dei prezzi e dei costi della domanda.Per i (potenziali) proprietari residenziali di generazione di energia solare, il prezzo di rete ridotto influirà sulla fattibilità economica.Inoltre, l'alimentazione è spesso inaffidabile e di scarsa qualità.Le batterie stazionarie possono aiutare ad aumentare l'autoconsumo, eseguire il "peak clipping" e il "peak shifting" fornendo allo stesso tempo un gruppo di continuità (UPS).
Ovviamente, per soddisfare questa domanda, ci sono varie opzioni tradizionali non di accumulo di energia.Se le batterie costituiscono una scelta migliore deve essere valutato caso per caso e può variare notevolmente da regione a regione.Ad esempio, sebbene vi siano alcuni casi aziendali positivi in ​​Australia e Texas, questi casi devono superare il problema della trasmissione a lunga distanza.La lunghezza tipica del cavo del livello di media tensione in Germania è inferiore a 10 km, il che rende la tradizionale espansione della rete elettrica un'alternativa a basso costo nella maggior parte dei casi.
In generale, il sistema di accumulo dell'energia della batteria (BESS) non è sufficiente.Pertanto, i servizi dovrebbero essere integrati nella "sovrapposizione dei benefici" al fine di ridurre i costi e compensare attraverso una varietà di meccanismi.A partire dall'applicazione con la maggiore fonte di entrate, dovremmo prima utilizzare la capacità inutilizzata per cogliere le opportunità in loco ed evitare barriere normative come l'alimentazione UPS.Per l'eventuale capacità residua possono essere considerati anche i servizi immessi in rete (come la regolazione delle frequenze).Non c'è dubbio che i servizi aggiuntivi non possono ostacolare lo sviluppo dei servizi principali.

Impatto sui partecipanti al mercato dello stoccaggio di energia.
I miglioramenti in questi driver porteranno a nuove opportunità di business e alla successiva crescita del mercato.Tuttavia, gli sviluppi negativi a loro volta porteranno al fallimento o addirittura alla perdita di fattibilità economica del modello di business.Ad esempio, a causa della carenza imprevista di alcune materie prime, la prevista riduzione dei costi potrebbe non essere realizzata o la commercializzazione di nuove tecnologie potrebbe non essere effettuata come previsto.Le modifiche ai regolamenti possono costituire un quadro in cui Bess non può partecipare.Inoltre, lo sviluppo di industrie adiacenti può creare ulteriore concorrenza per Bess, come il controllo della frequenza dell'energia rinnovabile utilizzata: in alcuni mercati (ad esempio l'Irlanda), gli standard di rete richiedono già i parchi eolici come principale riserva di potenza.

Pertanto, le imprese devono prestare molta attenzione l'una all'altra, prevedere e influenzare positivamente il costo della batteria, il quadro normativo e partecipare con successo alla domanda del mercato globale di accumulo di energia a batteria fissa.