Αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας – Η μεγάλη πρόκληση

Αν και η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας είναι σήμερα η μεγαλύτερη πηγή εκπομπών CO2 παγκοσμίως, είναι συνάμα, ο τομέας που οδηγεί τη μετάβαση σε καθαρές μηδενικές εκπομπές, μέσω της ταχείας ανάπτυξης ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ) , όπως πχ είναι η ηλιακή και η αιολική (τα ορυκτά καύσιμα αντιπροσωπεύουν πάνω από το 60% της συνολικής παγκόσμιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας). Απ’ την άλλη, η ηλιοφάνεια και ο άνεμος δεν είναι πάντα διαθέσιμα όταν τα θέλουμε, γεγονός που απαιτεί μια σειρά από εφεδρικές επιλογές, και εξυπνότερα και καλύτερα συνδεδεμένα δίκτυα για τη διαχείριση αυτής της μεταβλητότητας.

Διαχείριση επιπτώσεων

Έτσι, η αποθήκευση σε κλίμακα δικτύου, ιδιαίτερα οι μπαταρίες, είναι απαραίτητη: Για την διαχείριση των επιπτώσεων στο ηλεκτρικό δίκτυο και των ωριαίων και εποχικών διακυμάνσεων στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από τις ΑΠΕ, καθώς και για την διατήρηση της σταθερότητας και αξιοπιστίας των δικτύων ενόψει της αυξανόμενης ζήτησης. Η εισαγωγή αποθήκευσης, μεταξύ των συστημάτων παραγωγής ανανεώσιμης ενέργειας και των καταναλωτών, επιτρέπει στο δίκτυο ηλεκτρισμού να “εξισορροπεί” την ηλεκτρική ζήτηση και την προσφορά από τα συστήματα παραγωγής ΑΠΕ.

Τα συστήματα αποθήκευσης εξάλλου βελτιώνουν σημαντικά την αποδοτικότητα των ΑΠΕ και επιτρέπουν τη μέγιστη διείσδυση της ανανεώσιμης ενέργειας στο εθνικό ενεργειακό μίγμα. Τα κράτη-μέλη της Ευρωπαϊκής Ένωσης έχουν συμφωνήσει να διπλασιάσουν σχεδόν, το μερίδιο των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας στο ενεργειακό μείγμα της Ένωσης, στοχεύοντας σε συνολικό ποσοστό 42,5% έως το 2030 – σε σύγκριση με το 22% που ίσχυε.

Απορρόφηση ΑΠΕ

Οι επενδύσεις στην αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας, αποτελούν βασική προϋπόθεση για να μην δημιουργούνται προβλήματα στη διαχείριση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας (συμφόρηση των γραμμών του συστήματος μεταφοράς, προβλήματα τάσεων στους υποσταθμούς του συστήματος, ρύθμισης της συχνότητας σε πραγματικό χρόνο λόγω έλλειψης εφεδρειών – απορρόφησης της περίσσειας ηλεκτρικής ενέργειας των ΑΠΕ τις ώρες των ημερών με μεγάλη ηλιοφάνεια κλπ).

Η προώθηση των τεχνολογιών αποθήκευσης, είναι σημαντική διότι συμβάλλει και στην μείωση του κόστους. Για να διατηρηθούν όμως οι τιμές υπό έλεγχο, η αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές είναι απαραίτητο, να αντιστοιχίζει την διακοπτόμενη παραγωγή (ηλιακής και αιολικής ηλεκτρικής) ενέργειας, με τα καταναλωτικά πρότυπα-ανάγκες (νοικοκυριών και βιομηχανίας. Η Κομισιόν, από την πλευρά της, έχει επισημάνει (αλλά δεν φτάνει αυτό) ότι δεν έχουν γίνει όσα πρέπει, αναφερόμενη στην έλλειψη πόρων που έχουν δεσμευτεί (μέχρι σήμερα) για την ανάπτυξη της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Πεδία εφαρμογών

Η ηλεκτρική ενέργεια μπορεί να αποθηκευτεί με διάφορους τρόπους, (μπαταρίες, υπερπυκνωτές), έχοντας πολλά πεδία εφαρμογών ως τεχνολογία, όπως είναι η υποστήριξη του ηλεκτρικού δικτύου ή η προσφορά υπηρεσιών σε μεμονωμένους καταναλωτές “πίσω από τον μετρητή”. Επίσης, η τεχνολογία αποθήκευσης μπορεί να αξιοποιηθεί, είτε με την μορφή αυτόνομων συστημάτων, είτε με τη μορφή παραγωγής ενέργειας, ως μέρος υβριδικών συστημάτων ή μικρο-δικτύων.

Η πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη τεχνολογία είναι η υδροηλεκτρική ενέργεια με αντλία αποθήκευσης, όπου το νερό αντλείται σε μια δεξαμενή και στη συνέχεια απελευθερώνεται για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια σε διαφορετική στιγμή, αλλά όχι παντού. Συνεπώς οι μπαταρίες, έχουν έναν αυξημένο ρόλο, καθώς μπορούν να εγκατασταθούν οπουδήποτε σε ένα ευρύ φάσμα χωρητικοτήτων.

Ασφάλεια εφοδιασμού

Εδώ υπάρχει ένα ζήτημα, καθώς οι πρώτες ύλες που χρειάζονται για τις μπαταρίες ,τα κρίσιμα ορυκτά δηλαδή που απαιτούνται για την παραγωγή τους, είναι συγκεντρωμένα γεωγραφικά: Η Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό αντιπροσωπεύει το 70%της παγκόσμιας παραγωγής κοβαλτίου, ενώ η Αυστραλία και η Χιλή μαζί αντιπροσωπεύουν το 75% της παγκόσμιας παραγωγής λιθίου. Η Κίνα κυριαρχεί σε ικανότητα διύλισης για το κοβάλτιο σε ποσοστό 95% και περίπου 60% για το λίθιο και το νικέλιο. Η αλματώδης αύξηση των κρίσιμων ορυκτών όπως το λίθιο, το μαγγάνιο, το κοβάλτιο, το νικέλιο, εγείρει «ανησυχίες για την ασφάλεια του εφοδιασμού, με κίνδυνο εξάντλησης των αποθεμάτων το 2030», σύμφωνα με το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο.

Το Συμβούλιο και το Ευρωπαϊκό Κοινοβούλιο επιδιώκουν, έστω και καθυστερημένα, μια βιώσιμη και κυκλική αλυσίδα εφοδιασμού μπαταριών στην Ευρώπη, έχοντας καταλήξει σε προσωρινή συμφωνία σχετικά με νέους κανόνες που θα καταστήσουν τον κύκλο ζωής των μπαταριών περισσότερο βιώσιμο: για την παραγωγή μπαταριών γίνεται προμήθεια πολλών νέων πρώτων υλών, ενώ τα απόβλητα μπαταριών, περιέχουν επικίνδυνες ουσίες που μπορούν να βλάψουν το περιβάλλον.

Ανταγωνιστικό πλεονέκτημα

Με τον εκσυγχρονισμό των κανόνων, θα διασφαλιστεί ότι όλοι οι οικονομικοί φορείς υπόκεινται στους ίδιους κανόνες, γεγονός που θα δημιουργήσει ισότιμους όρους ανταγωνισμού και θα δώσει στην ΕΕ ανταγωνιστικό πλεονέκτημα στις παγκόσμιες αγορές (απαιτήσεις ως προς την ένταση άνθρακα, την διαδικασία παραγωγής, την αποτελεσματικότερη χρήση πρώτων υλών, τις νέες μπαταρίες με υψηλότερη περιεκτικότητα από ανακυκλωμένο υλικό – και επαναχρησιμοποιούμενες μπαταρίες βιομηχανικού τύπου, την καλύτερη επαναχρησιμοποίηση παλιών μπαταριών, την διασφάλιση φιλικής προς το περιβάλλον επεξεργασίας αποβλήτων μπαταριών κλπ).

Τα περισσότερα κράτη μέλη της ΕΕ πέτυχαν τον στόχο απόδοσης ανακύκλωσης 75 % (2012 -2021) με λίγες μόνο εξαιρέσεις.
Σύμφωνα με την Οδηγία για τις μπαταρίες, οι διαδικασίες ανακύκλωσης θα πρέπει να επιτυγχάνουν την αποτελεσματικότητα της ανακύκλωσης:

•  65 % κατά μέσο βάρος ηλεκτρικών στηλών και συσσωρευτών μολύβδου-οξέος.
• 75 % κατά μέσο βάρος ηλεκτρικών στηλών και συσσωρευτών νικελίου-καδμίου.
• 50 % κατά μέσο βάρος άλλων ηλεκτρικών στηλών και συσσωρευτών.

Στο αφιέρωμα του SLpress.gr για την «σημασία της αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας» προερχόμενες από τις ΑΠΕ, τοποθετούνται:

• Η υφυπουργός Περιβάλλοντος Ενέργειας Αλεξάνδρα Σδούκου: «Η αποθήκευσης θα οδηγήσει στον περιορισμό του κόστους προμήθειας ηλεκτρικής ενέργειας για τους τελικούς καταναλωτές, θωρακίζοντας την δυνατότητά τους να έχουν πρόσβαση σε φθηνή και πιο πράσινη ηλεκτρική ενέργεια».
• Ο καθηγητής του ΑΠΘ Παντελής Μπίσκας (τμήμα ηλεκτρολόγων μηχανικών και μηχανικών υπολογιστών): «Είναι κρίσιμο το ΥΠΕΝ να δώσει εντολή στον ΑΔΜΗΕ να αρχίσει να προσφέρει Όρους Σύνδεσης στις αιτήσεις των σταθμών αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας που έχουν ήδη υποβάλει αίτηση στον Διαχειριστή κατά τα τελευταία δύο έτη».
• Ο βουλευτής Ηρακλείου του ΠΑΣΟΚ-Κινήματος Αλλαγής και υπεύθυνος του κοινοβουλευτικού τομέα ενέργειας Φραγκίσκος Παρασύρης: «Η διείσδυση της τεχνολογίας της αποθήκευσης στα ηλεκτρικά συστήματα είναι μονόδρομος».
• Ο Διονύσης Ανδρωνάς γενικός διευθυντής της EDPR (EDPRenewables) Ελλάδος: «Η αποθήκευση θα διαδραματίσει καίριο ρόλο τα προσεχή χρόνια, συμβάλλοντας στην αντιμετώπιση των διαλείψεων στο δίκτυο».
• Ο επικεφαλής ενεργειακής διαχείρισης της Enel Green Power Hellas Απόστολος Πάνος (από πρόσφατη τοποθέτησή του): «Η αποθήκευση ηλεκτρικής ενέργειας αποτελεί τη λύση στις προκλήσεις που αντιμετωπίζουν τα έργα ΑΠΕ».
• Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Hexicon Power Μικέλης Χατζηγάκης: «Να στηρίξουμε τις ΑΠΕ να κερδίσουν σημαντικό έδαφος έναντι των ορυκτών καυσίμων, ακόμα και στην περίπτωση που η αποτελεσματική αποθήκευση αυτών καθυστερήσει».
• Ο Θεοφάνης Καραλέκας sales manager σε Ελλάδα και Κύπρo: «Η αποθήκευση έχει αρχίσει να γίνεται όλο και πιο σημαντική στα Φωτοβολταϊκά (Φ/Β) συστήματα ακόμα και σε αγορές Net Metering».
• Ο Παναγιώτης Ξανθόπουλος, R&D Recycling expert της Sunlight Group: «Η εταιρεία Sunlight παράγει πάνω από 25 διαφορετικούς τύπους μπαταριών/ φορτιστών ιόντων λιθίου και μολύβδου-οξέος».
• Ο Δρ. Διονύσης Μπουντουβάς, διευθύνων σύμβουλος, της COMBATT ΑΕ: «Το συλλογικό σύστημα έχει διαχειρισθεί περισσότερους από 170.000 τόνους αποβλήτων μπαταριών οχημάτων και βιομηχανίας».