Lưu trữ năng lượng đang bùng nổ – tìm hiểu công nghệ nào đang thống trị
Đây là bài viết của Rory McCarthy Giám đốc Nghiên cứu Cấp cao của Wood Mackenzie một công ty hoạt động trong lĩnh vực nghiên cứu, tư vấn thị trường đặc biệt là rất nổi tiếng trong thị trường năng lượng.
Trong tiêu đề bài viết, tác giả đặt vấn đề : “điều gì đang xảy ra đằng sau sự bùng nổ của lưu trữ năng lượng?”
Theo Rory McCarthy thì đến năm 2032, năng lượng tái tạo sẽ vượt qua các nguồn điện thông thường, trở thành nguồn năng lượng phát triển nhanh nhất trên toàn cầu. Các mục tiêu chính sách đầy tham vọng nhắm đến mục tiêu phát điện 100% năng lượng tái tạo. Thị trường lưu trữ năng lượng đang phát triển nhanh chóng để hỗ trợ các mục tiêu này và nó đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp biến những tham vọng này thành hiện thực. Trong khi đó, lĩnh vực xe điện EV (EV là viết tắt của từ Electric Vehicle – Xe ô tô điện ) đang thúc đẩy sự đổi mới.
Liệu công nghệ lưu trữ năng lượng có phát triển đủ nhanh để bắt kịp với tham vọng năng lượng xanh?
Dưới đây là trả lời của Rory McCarthy cho các câu hỏi phổ biến về thị trường lưu trữ đang phát triển rất nhanh.
Thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu lớn như thế nào?
Năm 2018, thị trường đã mở rộng lên mức kỷ lục, với mức tăng trưởng hàng năm là 147% tính theo gigawatt giờ (GWh). Trong bốn năm tới, chúng tôi kỳ vọng sẽ chứng kiến sự tăng trưởng theo mọi hướng khi thị trường lưu trữ tăng cao. Đến năm 2024, thị trường sẽ tăng lên mức 44 GWh khá lớn.
Công nghệ pin có tốt hơn không?
Kể từ khi pin lithium-ion đầu tiên được thương mại hóa vào năm 1991, các khoản đầu tư đã được thực hiện liên tục để cải thiện công nghệ pin.
Bạn còn nhớ phiên bản đầu tiên của điện thoại di động, với pin có kích thước bằng những viên gạch nhỏ? Khi kích thước pin giảm, dung lượng – hoặc mật độ năng lượng – cũng được cải thiện.
Tại sao lại là lithium-ion?
Pin Lithium-ion có ở khắp mọi nơi: từ điện thoại di động, máy tính xách tay đến xe điện. Công nghệ này có thể hỗ trợ các hệ thống năng lượng tái tạo bằng cách chuyển dịch và cân bằng điện năng và giữ cho lưới điện ổn định.
Nó cũng có khả năng phản hồi trong vòng chưa đầy một giây; một yếu tố quan trọng khi nói đến cân bằng lưới điện. Lithium-ion đã tồn tại đủ lâu để có tính kinh tế theo quy mô khiến giá cả giảm xuống, và nó đủ linh hoạt để ứng dụng trong nhiều lĩnh vực.
Còn về hóa chất pin lưu trữ thì sao?
Lưu trữ cho nguồn điện và hầu hết các xe điện sử dụng NMC – niken, mangan và coban. Ngành công nghiệp xe điện liên tục thúc đẩy ranh giới của hóa học pin bằng cách đầu tư vào công nghệ sẽ cải thiện mật độ năng lượng.
NMC 811 là sản phẩm mới nhất trong dòng hóa chất ca tốt (cathode)
thế hệ mới đã được giới thiệu ra thị trường. LFP – lithium sắt phosphate – là một đối thủ khác. Mặc dù có mật độ năng lượng ít hơn NMC, nhưng nó sẽ tiếp tục có chỗ đứng trong thị trường lưu trữ văn phòng phẩm nếu có thể cạnh tranh về chi phí.
Điều gì thúc đẩy sự đổi mới?
Lo lắng về sự cố hết pin giữa hành trình – là điều quan tâm hàng đầu đối với mọi nhà sản xuất xe điện: người tiêu dùng cho rằng đây là lý do số một để không mua xe điện. Để dập tắt lo lắng trên, các nhà sản xuất ô tô đang đầu tư rất nhiều trong việc xây dựng pin tốt hơn, và mỗi mô hình mới tự hào có một pin lớn hơn cung cấp nhiều km hơn sau mỗi lần sạc.
Tính bền vững của chuỗi cung ứng là một động lực chính khác của sự đổi mới. Những lo ngại về vi phạm nhân quyền trong khai thác coban, cùng với lo lắng về an ninh nguồn cung và chi phí cao của kim loại này, đã thúc đẩy ngành công nghiệp giảm sự phụ thuộc vào coban.
Pin thể rắn (Soild-state battery) có phải là tương lai?
Pin thể rắn cung cấp mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với pin lithium-ion. Từ lâu, chúng đã được coi là chén thánh cho các công nghệ pin.
Nhưng còn một chặng đường dài trước khi chúng trở nên khả thi về mặt thương mại: đừng mong đợi việc sử dụng rộng rãi cho đến sau năm 2030.
Đến năm 2026, chúng tôi cho rằng chi phí của một chiếc EV sẽ ngang bằng với một chiếc xe thông thường.
Những quốc gia nào đang dẫn đầu đầu tư vào sản xuất pin?
Sự phát triển lớn đang diễn ra trên khắp năm châu lục. Trung Quốc đang dẫn đầu: nước này có hơn 50% cơ sở sản xuất pin trên thế giới.
Mỹ đã đầu tư mạnh mẽ, với quy mô ngành công nghiệp này tăng gần gấp đôi vào năm 2018. Và châu Âu có kế hoạch tăng cường sản xuất pin khi cuộc cách mạng xe điện bắt đầu.
Hệ thống lưu trữ năng lượng sẽ trở nên rẻ hơn?
Đúng. Khi đầu tư vào chuỗi cung ứng tăng lên, nhiều nhà cung cấp sẽ có thể nhận ra lợi ích của lợi thế kinh tế theo quy mô. Cạnh tranh gia tăng trên thị trường và sự cải thiện về mật độ năng lượng sẽ tiếp tục làm giảm giá.
Chúng ta có thể thấy điều này đang xảy ra trên thị trường xe điện. Hiện tại, bộ pin là bộ phận đắt tiền nhất của xe điện. Nhưng trong 10 năm qua, giá thành của những bộ pin này đã giảm đáng kể tới 86%.
Do đó, xe điện sẽ trở nên rẻ hơn – vào năm 2026, chúng tôi cho rằng chi phí của xe điện sẽ ngang bằng với một chiếc xe thông thường.
Lưu trữ có một vai trò quan trọng trong việc giúp biến tham vọng năng lượng tái tạo toàn cầu thành hiện thực
Tại sao các nhà máy điện cần tích trữ năng lượng?
Khi chúng ta khử cacbon trong hệ thống điện, bộ lưu trữ năng lượng có thể đảm nhận vai trò cung cấp năng lượng sạch, linh hoạt khi cần thiết, thay thế một số nhà máy khí đốt, một giải pháp thay thế sử dụng nhiều cacbon. Lưu trữ có một vai trò quan trọng trong việc giúp biến tham vọng năng lượng tái tạo toàn cầu thành hiện thực. Không có nó, năng lượng tái tạo không thể được triển khai khi cần thiết.
Hệ thống lưu trữ cung cấp cho các hệ thống điện khả năng lưu trữ và thay đổi năng lượng gió và năng lượng mặt trời mà nếu không sẽ phân phối theo thời tiết, thay vì nhu cầu điện của chúng ta.
Nó cho phép tách nguồn điện khỏi các kiểu thời tiết không thể đoán trước và giúp các nhà cung cấp điện đảm bảo rằng các hệ thống có thể được cân bằng trên cơ sở từng giây, để việc sử dụng điện khớp chính xác với những gì được tạo ra bởi lưới điện.
Lưu trữ năng lượng sẽ giúp làm cho điện năng rẻ hơn?
Có: lưu trữ có thể làm cho hệ thống điện hiệu quả hơn. Lấy năng lượng mặt trời làm ví dụ: một hệ thống năng lượng mặt trời kết hợp với lưu trữ giúp tối đa hóa việc sử dụng và giá trị của cơ sở hạ tầng liên quan.
Và nó cũng làm giảm mức giới hạn: nơi nguồn điện xanh bị ‘mất’ vì lưới điện không thể xử lý quá nhiều điện năng dư thừa.
Các hệ thống lưu trữ bằng năng lượng mặt trời ngày càng trở nên phổ biến vì những lý do đó.
Điều này có ảnh hưởng gì đến chi phí? Cuối cùng, việc lưu trữ làm cho việc sản xuất điện sạch có thể phân tán được rẻ hơn. Chúng tôi đã thấy các ví dụ về việc các hợp đồng mua bán điện tích trữ năng lượng mặt trời đang được ký kết với chi phí thấp hơn so với các nhà máy điện khí.
Dự trữ năng lượng sẽ tiếp tục hoạt động trên xe điện
Nhu cầu từ việc lưu trữ năng lượng vượt qua thiết bị điện tử di động vào năm 2035; tuy nhiên, cả hai vẫn còn thấp so với nhu cầu pin EV. Dự trữ năng lượng tĩnh sẽ tiếp tục hoạt động trên xe điện.
Tương lai của lưu trữ năng lượng là gì?
Khi năng lượng tái tạo dễ bay hơi trở thành nguồn điện chính của thế giới trong hai thập kỷ tới, việc cân bằng cung và cầu sẽ ngày càng trở nên thách thức.
Việc lưu trữ năng lượng có giá cạnh tranh sẽ đóng một vai trò quan trọng trong việc giữ cho hệ thống linh hoạt. Nhưng dự trữ năng lượng sẽ tiếp tục phát triển trên xe điện: sự đổi mới trong lĩnh vực này sẽ không thể thực hiện được nếu không có các khoản đầu tư lớn từ các nhà sản xuất xe điện.
Khi chúng tôi hướng tới năm 2040, nhu cầu về pin trong xe điện sẽ giảm nhu cầu từ lĩnh vực lưu trữ năng lượng và điện tử di động kết hợp.
Nguồn: Wood Mackenzie
Chú thích thêm của LITHACO :
Wood Mackenzie , còn được gọi là WoodMac là một Công ty toàn cầu về năng lượng, hóa chất, năng lượng tái tạo, kim loại và nhóm tư vấn và nghiên cứu khai thác mỏ cung cấp dữ liệu, phân tích bằng văn bản và tư vấn. Trong năm 2015, công ty được mua lại bởi Verisk Analytics , một phân tích dữ liệu và đánh giá rủi ro công ty Mỹ, trong một thỏa thuận trị giá $ 2,8 tỷ.
Nó có trụ sở tại Edinburgh, Scotland, mặc dù nó có hơn 25 văn phòng trên toàn thế giới. Được thành lập với tư cách là nhà môi giới chứng khoán vào năm 1923, hoạt động kinh doanh năng lượng của công ty được thành lập vào năm 1973, khi nó bắt đầu xem xét các mỏ dầu ở Biển Bắc. Từ năm 2007 đến năm 2014, Wood Mackenzie đã mua lại các chuyên gia than của Hill & Associates ở Mỹ, Barlow Jonker ở Úc, và Brook Hunt, nhà phân tích kim loại có trụ sở tại Anh.
Kể từ năm 2015, một loạt công ty đã trở thành một phần của Wood Mackenzie bao gồm PSG, một dịch vụ cơ sở dữ liệu dầu khí; PCI, nhóm chuyên gia phân tích hóa chất; Greentech Media, cung cấp phân tích về thị trường năng lượng mặt trời và MAKE, cung cấp phân tích về năng lượng gió toàn cầu.
Bài Viết Liên Quan
