21 způsobů, jak skladovat energii – 1. část

Andy Colthorpe a Ben Willis pečlivě vybrali 21 technologií a poskytovatelů služeb týkajících se ukládání energie a doplnili je komentáři analytiků tohoto oboru Logana Goldie-Scota z agentury Bloomberg New Energy Finance (BNEF) a Bretta Simona z agentury GTM Research.

„Když hodnotíme nové společnosti, nehledáme velké nápady, které jsou jednoduše nerealizovatelné nebo předběhly svoji dobu,“ říká Goldie-Scot. Při svém hledání se analytici zaměřili na potenciál rozšiřitelnosti, inovace a rychlosti.

1. Redflow - technologie ZCell

První domácí průtočná baterie („flow battery“) na světě byla poprvé uvedena na trh na konci března 2016 australskou společností Redflow, která cílí na domácí trh se solární energií vyrobenou pro vlastní spotřebu.

Klesající garantované výkupní ceny elektřiny (FiTs) a vysoké ceny energií dělají z ukládání energie pro vlastní spotřebu (tzv. „behind-the-meter“, za elektroměrem) stále atraktivnější záležitost. Australská společnost vlastněná podnikatelem v oblasti technologií Simonem Hackettem věří, že průtočné baterie, které jsou v jiných zemích považovány za příliš objemné pro domácí použití, by mohly fungovat u australských protinožců, kde je hustota osídlení značně nižší než ve většině rozvinutých zemí. Pozn. redakce – baterie ZCell jsou již dostupné i v ČR, blíže zde.

Před spuštěním domácího systému s názvem ZCell, který přichází se standardním 10 kilowatthodinovým akumulátorem, se Redflow zaměřoval na ostrovní („off-grid“) a okrajové („fringe-of-grid“) systémy, říká Brett Simon z GTM Research. Podle něj funkčnost technologie průtočných baterií pořád ještě potřebuje být prokázána.

„Uvedení první domací průtočné baterie na trh je fascinující, ale nejsem zatím přesvědčen, že nahradí lithium-iontové baterie,“ říká Logan Goldie-Scot z BNEF a dodává, že zatímco průtočné baterie mohou být efektivně využity při skladování elektřiny na delší dobu, daleko lukrativnější je využití baterií při kratších časových usecích, což činí z uvedení průtočných baterií na trh složitý úkol.

2. Tesla - Powerwall & Powerpack

Výkonný ředitel společnosti Elon Musk představil očekávající veřejnosti Tesla produkty Powerwall a Powerpack v roce 2015 a od té doby se rozruch kolem nich ještě neutišil.

Tesla tvrdí, že její baterie pro domácí a komerční využití a pro energetické společnosti, zvýší svou konkurenceschopnost díky objemu produkce, který očekává ve své nevadské továrně Gigafactory. Někteří zpochybňovali ohlašované cenové výhody, zejména pro Powerwall, a tvrdili, že celkové náklady systému jsou mnohem vyšší, než Tesla přiznává.

„V minulosti Tesla instalovala významné množství svých bateriových systémů v Kalifornii a očekává výrazné snížení nákladů, jakmile Gigafactory dosáhne plného výrobního objemu. Teprve se uvidí, zda se Tesle podaří uskutečnit svá prohlášení. Nicméně jiní prodejci baterií předpokládají podobný vývoj u svých nákladových křivek, a nezbývá, než sledovat, jak dobře se Tesla popasuje se zavedenými prodejci,“ říká Simon z GTM.

3. Sonnen - SonnenCommunity

Sonnen, přední společnost na německém trhu s ukládáním energie pro domácnosti s více než 10 000 prodanými systémy rychle odhalil, že standardizace bateriového úložiště může mezi poskytovateli vyvolat agresivní soutěživost. Cílem společnosti je být vnímána jako poskytovatel energetických služeb stejně jako prodejce hardwaru.

Po provedení série zkoušek, včetně agregace energie pomocí virtuálních elektráren (VPP) ve své domovině, uvedl Sonnen na trh v listopadu 2015 snad svůj nejodvážnější a nejinovativnější „produkt“, SonnenCommunity. Tento projekt umožňuje vlastníkům systému baterie Sonnen – a uživatelům mimo systém, kteří se mohou napojit do sítě za poplatek – obchodovat s přebytky energie ve svých systémech s využitím sítě jako virtutální velkoobjemové baterie.

„Ačkoli je zatím tento projekt ve své počáteční fázi, platforma SonnenCommunity nabízí zajímavou příležitost pro zákazníky obchodovat s elektřinou mezi sebou,“ říká Simon. To dělá ze společnosti jednu z několika mála „průkopníků“ agregace a ukládání elektřiny pro vlastní spotřebu domácností, dodává Goldie-Scot. Oba Goldie-Scot a Simon říkají, že bude zajímavé sledovat, zda Sonnen zvládne převést svou myšlenku i na další trhy, kde je aktivní, jako například v Severní Americe a v Austrálii.

4. S&C Electric - PureWave

Systémy pro skladování a hospodaření s energií společnosti S&C Electric s názvem PureWave nabízí řešení od 25 kilowattů do 100 megawattů pro komerční a ostrovní využití a pro energetické společnosti.

Společnost se podílí na některých významných průkopnických pokusech ve světě, což jí umožňuje získávat cenné zkušenosti spojené s prokazatelným skladováním energie v různých prostředích. To zahrnuje projekt v Texasu, který propojuje čtyři oddělené mikrosítě a různorodé zdroje výroby elektřiny, včetně fotovoltaiky, s energetickým úložištěm. Společnost také vybudovala jeden z největších bateriových projektů v Evropě dosud – 10MWh systém s výkonem 6 MW ve Velké Británii.

„Až dodnes se S&C soustředila na větší systémy a nedávno dokončila 7MW projekt ve spolupráci s Half Moon Ventures ve městě Minster ve státě Ohio, který bude poskytovat vícero služeb, včetně regulace frekvence na trhu PJM, odklad přenosu a rozvodu (T&D) elektřiny, zlepšování kvality elektrické energie a snižování poptávky v době nejvyšší zátěže,” říká Simon z GTM.

5. Panasonic - Smart Towns

Nový standard tzv. nulových energetických domů („Zero Energy Homes“, ZEH) bude od 2020 povinný v Japonsku, kde se ročně staví kolem 1 milionu nových domů. Konkurent/spolupracovník továrny Gigafactory společnosti Tesla, Panasonic, a další japonské firmy dlouho prodávaly kompletní sady fotovoltaických panelů pro domácnosti, ke kterým začaly nedávno přidávat úložiště energie.

Panasonic dokonce projektuje, navrhuje a staví vlastní „chytré město“ blízko Yokohamy. Další nabídky generace domácích fotovoltaických systémů budou také zahrnovat řídicí systémy k umožnění obchodování s energií. I když jsou tyto projekty stále ještě v rané fázi, japonský trh s elektřinou je v probíhajícím procesu liberalizace, který se rozšířil i do maloobchodního prodeje v dubnu 2016.

Už nyní je Panasonic jedním ze světových největších výrobců akumulátorů, říká Simon, s objemem výroby, jenž ho zvýhodňuje v nákladech baterie („edge in battery cost”). Spolu s Goldie Scottem ještě upozorňují na další aktivity společnosti s odkazem na nedávné projekty skladování solární energie („solar-plus-storage“) pro společnosti zabývající se stavbou domů v Kanadě a na spolupráci Panasonicu s energetickými společnostmi při testování domácích baterií v Austrálii.

6. NGK Insulators - NaS Battery

Japonská společnost NGK Insulators byla průkopníkem v energetických úložištích se svými sodíkovo-sírovými bateriemi („sodium-sulphur“, NaS), po světě má teď instalované přibližně 3 gigawatthodiny, včetně největšího akumulačního systému na světě situovaného v Japonsku.

Navzdory časnému přístupu na trh, kterého společnost dosáhla, podle poslední studie konzultantské firmy Lux Research jsou nejmodernější technologií zvolenou pro akumulační projekty ve velkých přenosových soustavách lithium-iontové baterie. Mezitím čekají na vhodnou příležitost také průtokové baterie jako alternativní technologie s dlouhou výdrží.

Goldie-Scot z BNF k tomu poznamenává: „V letech 2007 až 2010 měla NGK 66% podíl na trhu se stacionárními akumulátory. Ale v poslední době se jí podařilo získat pouze pár projektů, ač rozsáhlých, jako třeba projekt s kapacitou od 35 MW do 280 MWh v Itálii pro společnost Terna. Pokud se výroba průtokových baterií efektivně navýší, bude to představovat velkou výzvu pro NGK, která byla po dlouhou dobu jedinou možnou volbou pro zákazníky hledající akumulační systémy s velkou výdrží.“

7. Sunverge - Solar Integration System

Zatímco ostatní firmy také zkoušely funkčnost virtuálních elektráren (VPP) pro agregovanou kapacitu domácích akumulátorů, americká společnost Sunverge si vysloužila velkou publicitu díky tomu, že do ní v první polovině roku 2016 investovala největší australská energetická společnost AGL kolem 20 milionů amerických dolarů.

Výkonný ředitel Australské agentury pro obnovitelnou energii (ARENA) Ivor Frischknecht řekl, že partnerství Sunverge a AGL „urychlí vstup nového produktu ve formě nejmodernějšího řešení pro skladování energie pomocí intergrované sítě („grid integrated battery storage“) na největší trh s akumulací energie pro domácnosti v Austrálii“.

Společnost uskutečnila svůj první VPP projekt v Kanadě na začátku roku 2016, během něhož byly ve 20 domech vyzkoušeny schopnosti technologie snižovat poptávku v době špičky, poskytovat frekvenční odezvu a další síťové služby. Tímto bude možno „časově posunout“ solární energii pro projekt Powerstream ve státě Ontario, který používá ceny v závislosti na čase („time-of-use“) pro domácí zákazníky.

8. Aquion – Aqueous Hybrid Ion

Baterie společnosti Aquion je na bázi sodíkovo-iontové technologii (v podstatě slané vody) a má být jednou z nejčistších baterií na trhu. Spolu s průtokovou a sodíkovo-sírovou má tato baterie společnosti Aquion své pevné místo ve skupině akumulátorů s dlouhou výdrží.

Společnost byla obzvláště úspěšná v zajištění svého financování v raném stádiu, aby mohla vyvíjet svou technologii a dosáhnout cíle 160 amerických dolarů za kWh, když se jí podaří zvýšit svou produkci. Ale s pouze několika význačnými dosaženými výsledky je zatím stále brzy vynášet soudy, zda bude Aquion moci splnit své počáteční sliby.

„Společnost Aquion pokračuje v přitahování financí do virtuálního koncového zákaznického zařízení („virtual customer premises equipment“, VCPE) a do dnešního dne zajistila skoro $200 milionů. Také je ale stále ještě v rané fázi a rozmístila pouze malé množství relativně malých projektů,“ říká Goldie-Scot.

Simon dodává: „Technologie Aquionu je typicky rozšířena na trzích, kde jsou ceny elektřiny vysoké, jako například v projektu vyvíjeném v Puerto Ricu. Akumulátory na bázi vody společnosti Aquion mají zatím jen hrstku komerčních využití. Cílem Aquionu je značné snížení jejich nákladů.“

9. Green Charge Networks - Greenstation

Společnost Green Charge Networks (GCN) ze Silicon Valley předvídá nyní, jak se zdá, nevyhnutelné rozšiřování elektromobilů a rychlé nabíjení stejnosměrným proudem v komerčních prostorách jako jsou supermarket, komunální zařízení a hotely. Využívá skladování energie ke zmírnění poptávky v době špičky zapříčiněné dobíjením elektromobilů v jejím domácím státě Kalifornii a jinde.

Vypadá to, že společnost bude rychle navyšovat výrobu. Navázala partnerství se společností ChargePoint (pozn. největší světová síť dobíjecích stanic elektromobilů), která má v provozu přes 22 tisíc dobíjecích stanic, uzavřela výrobní smlouvu s Flextronics a spolupracuje s americkými energetickými společnostmi Duke Energy a REC Solar. Také je v procesu využití druhé fáze životního cyklu baterií elektromobilů Nisan.

Francouzská energetická společnost Engie (dříve EDF Suez) získala 80% podíl ve společnosti Green Charge Networks v květnu 2016.

„Tohle je dosud první významná obchodní dohoda mezi energetickou společností za účelem zisku většinového podílu ve společnosti zabývající se akumulací energie,“ říká Goldie-Scot o akvizici energetické společnosti Engie a dodává, že zatímco je model společnosti Green Charge Networks bez přímých nákladů kapitálově náročný, za odkup akcií energetickou společností Engie se dostane na $10 miliardovou účetní bilanci, o kterou se bude moci opřít. Goldie-Scot odhaduje, že Green Charge Networks má kolem 48 MWh skladovací kapacity už rozmístěných nebo ve výstavbě.

„Tento sdílený model úspor může učinit akumulaci energie pro řízení poptávky aktraktivní pro zákazníky s konkrétním odběrem a na trzích se správným tarifním systémem,“ dodává Simon.

10. ViZN - Zinc-iron flow battery

ViZn je další výrobce, terý by rád zanechal stopu na trhu s průtočnými bateriemi s dlouhou výdrží. Jeho technologie, založená na chemické reakci zinku a železa, je k dispozici v různých variacích a cílí na „velkou energetiku“, na energetické společnosti, mikrosítě a specifická ostrovní řešení, například v dolech. Společnost nedávno udělala velký krok vpřed v uvedení své technologie, když byla vybrána k dodání 2MW/6 MWh systému pro vyrovnávání sítě ve státě Ontario v Kanadě.

„Průtoková baterie společnosti ViZn je výrobek na nekyselinové bázi, který si klade za cíl omezit odčerpávání a erozi součástek (k čemuž dochází v ostatních průtočných bateriích) a tím pádem zlepšit životní cyklus spojený s náklady a výkonem akumulátoru. ViZn tvoří strategické výrobní partnerství se společností Jabil,“ říká Simon.

Goldie-Scot dodává: „Tato společnost je na společné lodi s Aquionem: přitahuje značné množství investic, ale zatím nedokáže významně proniknout na trh.“

Zdroj:

Colthorpe, A. 20 energy storage disruptors. Pv-tech.org [online]. [cit. 2017-01-11].
Dostupné z: http://www.pv-tech.org/features/20-energy-storage-disruptors