Крио-енергийни системи за съхранение през 2025 г.: Преобразуване на устойчивостта на мрежата и интеграцията на възобновяемата енергия с технологии за течен въздух от следващо поколение. Разберете как криогенните хранилища ще ускорят глобалния енергиен преход.
- Резюме и основни заключения
- Размер на пазара, темп на растеж и прогнози за 2025–2030 г.
- Основни технологии: Течен въздух, криогенни резервоари и интеграция на системи
- Водещи компании и индустриални инициативи (например, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
- Анализ на разходите и стандартизирани разходи за съхранение (LCOS)
- Казуси за внедряване и пилотни проекти
- Политически, регулаторни и мрежови интеграционни фактори
- Конкурентна среда: Крио срещу батерии и други решения за съхранение
- Иновации: НДД, патенти и материали от следващо поколение
- Бъдеща перспектива: Възможности, предизвикателства и стратегически препоръки
- Източници и референции
Резюме и основни заключения
Крио-енергийните системи за съхранение, известни още като криогенни системи за съхранение на енергия (CES), излизат на преден план като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дълъг период, особено в контекста на интеграцията на увеличаващи се дялове на прекъсваща възобновяема енергия в мрежите по целия свят. Тези системи съхраняват енергия, като втечняват въздух или други газове при изключително ниски температури, и след това освобождават съхранената енергия, регазификирайки течността, за да задвижват турбини и генерират електричество. Към 2025 г. секторът преминава от пилотни проекти към ранна комерсиална внедряване, с няколко ключови играчи и демонстрационни станции, които оформят прогнозите за пазара.
Забележимо събитие в сектора беше пускането в експлоатация на най-голямото в света хранилище за енергия от течен въздух (LAES) в Карингтън, Великобритания, от Highview Power. Това съоръжение с мощност 50 MW/250 MWh, активно от 2023 г., служи като търговски по-мащабен опит и привлече вниманието на комуналните услуги и операторите на мрежи, които търсят алтернативи на литиево-йонните батерии за дългосрочно съхранение. Highview Power също така напредва с планове за допълнителни проекти в Обединеното кралство и Испания, с системи в мащаб на многогигават-часа в процес на разработка, и обяви партньорства с основни енергийни компании за ускоряване на внедряването.
В Съединените щати Highview Power обяви намеренията си да построи хранилище LAES с капацитет 300 MWh във Вермонт, подкрепено от държавно и федерално финансиране, с планирано пускане в експлоатация целящо 2026 г. Междувременно Siemens Energy и Air Products разглеждат интеграцията на криогенно съхранение с инфраструктура за индустриален газ и водород, използвайки своя опит в криогениката и високомасштабното инженерство.
Основните заключения за 2025 г. и краткосрочната перспектива включват:
- Крио-енергийните системи за съхранение на комерсиален мащаб вече са технически доказани, като заводът в Карингтън демонстрира ефикасности на цикъла от 50-60% и многочасови до многодневни периоди на съхранение.
- Конкуренцията по разходите се подобрява, като прогнозните капиталови разходи за системи LAES се очаква да паднат под $500/kWh до 2027 г., което ги прави атрактивни за приложения на мащаба на мрежата, където продължителността и гъвкавостта са критични.
- Основни комунални услуги и оператори на мрежи в Европа и Северна Америка активно оценяват CES като част от своите стратегии за декарбонизация и устойчивост на мрежата, като течащите процеси за поръчка са в ход.
- Подкрепата от страна на политиката, включително реформи на пазарите на капацитет и стимули за дългосрочно съхранение, ускорява проектите, особено в Обединеното кралство, ЕС и избрани щати в САЩ.
- Текущите НДД от компании като Highview Power, Siemens Energy и Air Products се фокусират върху подобряване на ефективността, намаляване на разходите и интеграция на CES с възобновяеми източници и индустриални процеси.
В обобщение, крио-енергийните системи за съхранение са готови за значителен растеж във втората половина на 2020-те години, с ранни комерсиални внедрявания, които поставят основите за по-широко приемане като част от глобалния енергиен преход.
Размер на пазара, темп на растеж и прогнози за 2025–2030 г.
Крио-енергийните системи за съхранение, известни също така като криогенни системи за съхранение на енергия (CES) или хранилища за енергия от течен въздух (LAES), излизат на преден план като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дълъг период. Тези системи съхраняват енергия, като втечняват въздух или други газове при много ниски температури и след това освобождават съхранената енергия, регазификирайки течността, за да задвижват турбини. Към 2025 г. глобалният пазар на крио-енергийните системи за съхранение остава в ранната си комерсиализация, но е готов за значителен растеж през следващите пет години, движен от увеличаващата се интеграция на възобновяеми източници на енергия, нуждите от гъвкавост на мрежата и целите за декарбонизация.
Внедрената база на крио-енергийните системи за съхранение все още е сравнително малка в сравнение с други технологии за съхранение, с малко на брой проекти на комерсиален мащаб. По-специално, Highview Power, базирана в Обединеното кралство компания, е призната за глобален лидер в този сектор. Highview Power пусна в експлоатация първото в света хранилище за енергия от LAES в мрежов мащаб в Бъри, Обединено кралство, с капацитет 5 MW/15 MWh и в момента разработва много по-големи проекти, включително хранилище с капацитет 50 MW/250 MWh в Карингтън, близо до Манчестър, което се очаква да бъде активно до 2025 г. Компанията също така обяви планове за допълнителни проекти в Съединените щати и Испания, което сигнализира за международна експанзия и нарастваща увереност от страна на инвеститорите.
Прогнозите за пазара за периода 2025–2030 г. подсказват компаунден годишен темп на растеж (CAGR) в двуцифрени проценти, като общият инсталиран капацитет се очаква да достигне няколко гигават-часа до 2030 г. Този растеж се основава на увеличаващата се подкрепа от политиката за дългосрочно съхранение на енергия на ключови пазари като Великобритания, САЩ и части от Европа. Например, британското правителство е включило дългосрочното съхранение в енергийната си стратегия, а Министерството на енергетиката на САЩ стартира инициативи за ускоряване на комерсиализацията на технологии като LAES. Индустриални организации като Асоциацията за съхранение на енергия и Европейската асоциация за съхранение на енергия подчертават значението на криогенното съхранение като критичен инструмент за надеждност на мрежата и интеграция на възобновяеми източници.
Докато Highview Power остава най-проминентният играч, други компании навлизат на пазара на крио-енергийните системи за съхранение. Siemens Energy е проявила интерес в криогенното съхранение като част от по-широкото си портфолио на технологии за съхранение на енергия, а партньорствата между доставчици на технологии и комунални услуги се очаква да ускорят внедряването. Следващите няколко години вероятно ще бъдат свидетели на прехода от демонстрационни проекти към инсталации в комерсиален мащаб, с прогнози за размера на пазара в диапазона от $1 до $2 милиарда до 2030 г., в зависимост от политиката, разходите за технологии и финансирането на проектите.
В обобщение, пазарът на крио-енергийно съхранение е готов за стабилен растеж от 2025 г. нататък, с нарастващи обявления за проекти, подкрепящи политически рамки и растящо признаване на ролята на технологията в осигуряването на нисковъглеродна, устойчива енергийна система.
Основни технологии: Течен въздух, криогенни резервоари и интеграция на системи
Крио-енергийните системи за съхранение, особено тези, които използват течен въздух или течен азот, набира популярност като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дългосрочно. Основните технологии, стоящи зад тези системи, включват производството и съхранението на криогенни течности, напреднали криогенни резервоари и интеграцията на тези компоненти в решения за съхранение на енергия в мрежов мащаб. Към 2025 г. няколко ключови разработки и внедрения оформят траекторията на сектора.
В основата на крио-енергийната система е процесът на втечняване на въздуха или азота при изключително ниски температури (под -196°C за азот), съхраняването му в изолирани криогенни резервоари и след това регазификация за задвижване на турбини и генериране на електричество при необходимост. Този процес е естествено мащабируем и не разчита на географски ограничени ресурси, което го прави атрактивен за приложения в мрежата.
Един от най-значимите играчи в тази сфера е Highview Power, компании от Обединеното кралство, която е пионер в технологията за съхранение на енергия от течен въздух (LAES) в комерсиален мащаб. Системите на Highview Power използват оборудване за втечняване на индустриален газ, стабилни криогени резервоари и собствени системи за топлообмен и възстановяване на енергия. Техният водещ проект, съоръжението в Карингтън, близо до Манчестър, е проектирано да предостави 50 MW/250 MWh съхранение, с комерсиална експлоатация, планирана за 2025 г. Технологичната карта на компанията включва модулни системи, които могат да бъдат разширявани до стотици мегавата, насочени към баланса на мрежата и интеграцията на възобновяеми източници.
Криогенните резервоари са критичен фактор за тези системи. Компании като Chart Industries и Linde са глобални лидери в проектирането и производството на големи криогенни хранилища. Тези резервоари трябва да поддържат изключително ниски температури с минимални загуби на изпарение, изискващи напреднали изолационни материали и строителни техники. Последни напредъци включват използването на многослойна вакуумна изолация и подобрени геометрии на резервоарите, за да се увеличи термичната производителност и безопасността.
Интеграцията на системи е друга област на бърз напредък. Интегрирането на крио-енергийните системи със системи за управление на мрежата, възобновяемо генериране и пазарите на спомагателни услуги е съществено за комерсиалната жизнеспособност. Например, Highview Power работи с комунални услуги и оператори на преносни мрежи, за да демонстрира гъвкавостта и надеждността на LAES в реални условия на мрежата. Освен това, партньорствата с доставчици на индустриални газове като Air Products улесняват съвместното разположение на криогенното съхранение с наличната инфраструктура за производство и разпределение на газ, което намалява разходите и ускорява внедряването.
В бъдеще, перспективите за крио-енергийните системи за съхранение през 2025 г. и след това са положителни, с няколко проекта в голям мащаб в процес на разработка в Европа, Северна Америка и Азия. Продължаващите иновации в материалите за криогенно съхранение, интеграцията на системи и ефективността на процесите се очаква да свалят разходите и да разширят приложението им, позиционирайки крио-енергийните системи за съхранение като ключова технология в прехода към нисковъглеродна енергийна система.
Водещи компании и индустриални инициативи (например, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
Крио-енергийните системи за съхранение, известни също така като хранилища за енергия от течен въздух (LAES), набира популярност като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дълъг срок. Тези системи използват излишна електрическа енергия, за да втечнят въздуха, който след това се съхранява при ниски температури и по-късно се разширява, за да задвижва турбини и генерира електричество, когато е необходимо. Със ускоряващия се преход на глобалния енергиен сектор към възобновяеми източници, необходимостта от технологии за съхранение в мащаб на мрежата, като криогенните системи за съхранение на енергия, става все по-належаща. Няколко водещи компании и индустриални инициативи оформят ландшафта през 2025 г. и са готови да влияят на развитията в предстоящите години.
Ключов играч в този сектор е Highview Power, компания от Обединеното кралство, призната за пионер в технологията за LAES в комерсиален мащаб. Highview Power е разработила и внедрила първото в света хранилище на криогенна енергия в мрежов мащаб в Обединеното кралство с капацитет 50 MW/250 MWh. През 2024 г. компанията обяви планове за разширяване на присъствието си в Съединените щати, с множество проекти в разработка, включително съоръжение с капацитет 300 MWh във Вермонт. Технологията на Highview Power е проектирана да предоставя дългосрочно съхранение (от няколко часа до дни), което я прави подходяща за балансиране на предлагането и търсенето на възобновима енергия в мрежата.
Друга значима индустриална инициатива идва от Sumitomo Electric Industries, Ltd., японски конгломерат с широк портфейл в авангардни енергийни решения. Sumitomo Electric активно проучва и развива криогенни и други авангардни технологии за съхранение, използвайки експертизата си в системите за енергия и интеграцията на мрежата. Компанията сътрудничи с комунални услуги и научни институции в Япония и чужбина, за да пилотира системи за криогенно съхранение, с цел комерсиализиране на тези решения до края на 2020-те.
В допълнение към тези лидери, други компании навлизат на пазара на крио-енергийните системи за съхранение. Linde, глобална компания за индустриални газове и инженеринг, проучва синергиите между експертизата си за криогенно обработване на газове и приложения за съхранение на енергия. Участието на Linde се очаква да ускори разширяването и намаляването на разходите за инфраструктура за криогенно съхранение, особено в региони с установени вериги за доставка на индустриални газове.
Индустриални организации като Асоциацията за съхранение на енергия и Международната агенция по енергия проследяват напредъка на криогенните системи за съхранение и подчертават потенционалната им роля в декарбонизацията на енергийните системи. Към 2025 г. перспективите за крио-енергийните системи за съхранение са оптимистични, с пилотни проекти, преминаващи към комерсиални внедрявания и нарастващ интерес от страна на комуналните услуги, търсещи надеждни решения за дългосрочно съхранение. През следващите няколко години се очаква допълнителни намаления на разходите, подобрения в технологиите и подкрепящи политически рамки да ускорят по-широкото приемане и интеграция на криогенното съхранение на енергия по целия свят.
Анализ на разходите и стандартизирани разходи за съхранение (LCOS)
Крио-енергийните системи за съхранение, известни също така като хранилища за енергия от течен въздух (LAES), набират популярност като обещаващо решение за дългосрочно съхранение на енергия, особено за приложения в мрежов мащаб. Анализът на разходите и стандартизираните разходи за съхранение (LCOS) за тези системи през 2025 г. и в близкото бъдеще са повлияни от текущи комерсиални внедрения, подобрения в технологиите и променящи се пазарни условия.
LCOS за крио-енергийните системи за съхранение е повлиян от капиталовите разходи (CAPEX), оперативните разходи (OPEX), ефективността на системата и жизнения цикъл на проекта. Към 2025 г. най-забележителното комерсиално внедряване е от Highview Power, която е пуснала в експлоатация и изгражда няколко големи LAES завода в Обединеното кралство и САЩ. Нейното съоръжение в Карингтън с капацитет 50 MW/250 MWh в Манчестър, Обединеното кралство, служи като ориентир за текущите разходи. Според публични изявления на Highview Power, очакваното LCOS за тяхната LAES технология е в диапазона на $140–$200/MWh, с прогнози за достигане на $100/MWh или по-малко, когато производството нарасне и веригите за доставка се усъвършенстват в следващите години.
Основните фактори за разходите включват използването на стандартни индустриални компоненти, като например втечнители за въздух и резервоари за съхранение, които се възползват от установени вериги за доставка в индустриалния газов сектор. Компании като Air Products and Chemicals, Inc. и Linde plc са основни доставчици на криогенно оборудване и газове, което подкрепя разширяемостта и намаляване на разходите за проекти LAES. Модулността на крио-енергийните системи за съхранение позволява постепенно добавяне на капацитет, което може да оптимизира допълнително икономиката на проекта.
Оперативните разходи са сравнително ниски, тъй като системите за LAES имат минимално износване с времето и не разчитат на редки или опасни материали. Ефикасността на текущите комерсиални системи за цикъла на съхранение е обикновено 50–60%, което е по-ниско от това на литиево-йонните батерии, но е компенсирано от по-дълъг срок на експлоатация (20–30 години) и приложимост за съхранение в голям мащаб и за дългосрочно. С нарастването на броя на реализираните проекти, като тези, обявени от Highview Power в САЩ и Испания, се очаква икономия от мащаба и ефекти на учене да водят до допълнителни намаления както в CAPEX, така и в LCOS.
В перспектива, очакванията за цените на крио-енергийните системи за съхранение са положителни. С увеличаването на внедряването, стандартизацията и интеграцията с възобновяеми източници на енергия, участниците в индустрията предвиждат LCOS да се доближи до $80–$100/MWh до края на 2020-те. Това позиционира крио-енергийните системи за съхранение като конкурентна опция за балансиране на мрежата, интеграция на възобновяеми източници и енергийна сигурност, особено тъй като необходимостта от дългосрочно съхранение нараства.
Казуси за внедряване и пилотни проекти
Крио-енергийните системи за съхранение, известни също така като хранилища за енергия от течен въздух (LAES), преминават от лабораторни концепции към реално внедряване през последното десетилетие. Към 2025 г. няколко важни пилотни проекти и инсталации в комерсиален мащаб оформят траекторията на сектора, съсредоточавайки се върху приложения в мрежов мащаб, интеграция с възобновяеми източници и декарбонизация на индустрията.
Забележително внедряване е заводът CRYOBattery™ с капацитет 50 MW/250 MWh в Карингтън, близо до Манчестър, Великобритания, разработен от Highview Power. Пуснат в експлоатация през 2023 г., това съоръжение е най-голямото в света работещо LAES съоръжение и служи като доказателство за мащабируемостта и гъвкавостта на технологията. Заводът предоставя балансиране на мрежата, отговор на честота и резервни услуги на Националната мрежа на Обединеното кралство, демонстрирайки способността на криогенното съхранение да подкрепя интеграцията на възобновяеми източници на енергия и да подобри устойчивостта на мрежата. Проектът в Карингтън е също така забележителен за своята модулна конструкция, което позволява бъдещо разширяване на капацитета и репликация на други места.
Изграждайки на успеха в Карингтън, Highview Power обяви планове за допълнителни мащабни проекти в Обединеното кралство и Испания, насочени към капацитети при многостотички мегават-часа. През 2024 г. компанията осигури инвестиция от 300 милиона паунда за ускоряване на внедряването, с нови обекти, които се очаква да започнат строителство през 2025 г. Тези проекти са проектирани да предоставят дългосрочно съхранение (над 8 часа), адресирайки критичен недостиг, оставен от литиево-йонните батерии и хидравлично натискованите системи, особено в райони с ограничена топографска годност за традиционно съхранение.
В Съединените щати Highview Power е партнирала с Tennessee Valley Authority (TVA), за да проучи внедряването на LAES технология за подкрепа на мрежата и интеграция на възобновяеми източници. Студията за осъществимост, завършена през 2024 г., идентифицира няколко потенциални обекта в областта на услугите на TVA, с пилотни проекти, които се очаква да започнат в края на 2025 г. Тези инициативи са част от по-широката стратегия на TVA за постигане на нулеви въглеродни емисии до 2050 г.
Други забележителни развития включват демонстрации на пилотни стадии от Siemens Energy и Air Products, които и двете използват своя опит в индустриалните газове и криогениката. Siemens Energy сътрудничи с европейски комунални услуги за интегриране на LAES с възобновяемо генериране, докато Air Products проучва използването на криогенно съхранение за декарбонизация на индустрията и приложения извън мрежата.
В перспектива, през следващите няколко години се очаква бързо увеличаване на комерсиалните внедрявания, движени от политически стимули за дългосрочно съхранение и нарастваща необходимост от гъвкавост на мрежата. Успехът на тези пилотни проекти ще бъде критичен за валидиране на икономическата и оперативната жизнеспособност на крио-енергийните системи за съхранение, прокарвайки пътя за по-широко приемане в глобалните енергийни пазари.
Политически, регулаторни и мрежови интеграционни фактори
Крио-енергийните системи за съхранение, особено тези на базата на технологията за съхранение на енергия от течен въздух (LAES), набират популярност като решение в мащаб на мрежата за дългосрочно съхранение на енергия. Към 2025 г. политическите и регулаторни рамки в няколко региона се развиват, за да подкрепят интеграцията на такива системи, движени от необходимостта да се балансират нарастващите дялове на променлива възобновяема енергия и да се увеличи устойчивостта на мрежата.
В Европейския съюз, ревизираната директива за възобновяемата енергия и пакетът „Fit for 55“ на ЕС подчертават значението на съхранението на енергия за декарбонизацията и стабилността на мрежата. Тези политики създават подкрепяща среда за иновации в технологиите за съхранение, включително криогенни системи. Фондовете за иновации на ЕС и програмите Horizon Europe са предоставили финансиране за демонстрационни проекти, като например завода с капацитет 250 MWh в Голям Манчестър, разработен от Highview Power, водеща компания в сектора. Това съоръжение, активно от 2023 г., е най-голямото от този тип и служи като модел за регулаторна адаптация, включително опростени процеси на разрешаване и свързване към мрежата.
В Обединеното кралство, енергийната стратегия на правителството и схемата за договори разлики (CfD) са разширени, за да включат технологии за дългосрочно съхранение. Министерството за енергийна сигурност и нулеви въглеродни емисии на Обединеното кралство активно консултира механизми на пазара, за да насърчи инвестиции в активи за съхранение с продължителности, надвишаващи четири часа, категория, в която криогенните системи се открояват. Сценарият за бъдещето на енергийния сектор на National Grid ESO подчертава ролята на такова съхранение при постигане на цели за нулеви въглеродни емисии, а регулаторни корекции се правят, за да се улесни участието им на пазарите за капацитет и спомагателни услуги.
В Съединените щати, инициативата на Министерството на енергетиката за дългосрочно съхранение цели да намали цената на съхранението в мащаб на мрежа с 90% до 2030 г., като криогенното съхранение е определено като обещаваща перспектива. Актът за намаляване на инфлацията от 2022 г. въведе данъчни облекчения за инвестиции в самостоятелно съхранение на енергия, което пряко ползва проектите за криогените. Highview Power обяви планове за множество LAES съоръжения в Северна Америка, възползвайки се от тези стимули и работейки с регионални организации по трансмисията, за да се осигури съвместимост с мрежата.
В бъдеще, регулаторната яснота относно участието на пазара, натрупването на приходи и свързвания ще бъде критична за широко внедряване на крио-енергийните системи за съхранение. Индустриалните организации, като Асоциацията за съхранение на енергия, пледират за политики, които не предписват технология и стандартизирани изисквания за интеграция в мрежата. Тъй като операторите на мрежи все повече осъзнават стойността на дългосрочното съхранение за надеждност и интеграция на възобновяеми източници, криогенните системи за съхранение са готови за бързо внедряване през следващите няколко години, при условие на продължена подкрепа от политиката и регулаторна адаптация.
Конкурентна среда: Крио срещу батерии и други решения за съхранение
Крио-енергийните системи за съхранение, особено тези, основани на хранилища за енергия от течен въздух (LAES), излизат на преден план като конкурентна алтернатива на установените батерии и други технологии за съхранение в мащаб на мрежата. Към 2025 г. конкурентната среда се оформя от бързото внедряване на литиево-йонни батерии, продължаваща релевантност на хидравлично натискане и нарастващ интерес към решения за дългосрочно съхранение, които да подкрепят интеграцията на възобновяеми източници и стабилността на мрежата.
Крио-енергиите се отличават с способността да предлагат големомасштабно, дългосрочно съхранение—обикновено в диапазона от 5 до 20 часа или повече—което ги прави подходящи за приложения, където батериите може да не са икономически целесъобразни или технически осъществими. За разлика от литиево-йонните батерии, които са ограничени от жизнения цикъл, наличието на ресурси и опасения за пожарна безопасност, криогенните системи използват изобилен въздух като среда за съхранение и имат минимални екологични рискове. Това позиционира крио-енергийната система като силен кандидат за съхранение в мрежови мащаб и за дългосрочни приложения, особено с нарасналото проникване на възобновяеми източници.
Един от водещите играчи в този сектор е Highview Power, която е пуснала в експлоатация няколко пилотни и комерсиални LAES завода в Обединеното кралство и активно разширява присъствието си в Северна Америка и други региони. През 2024 г. Highview Power обяви строителството на съоръжение с капацитет 300 MWh в Карингтън, Обединеното кралство, с планове за допълнителни многогигаватни проекти в следващите години. Технологията на компанията е проектирана не само да предоставя енергийно съхранение, но и услуги за мрежата, като регулиране на честотата и резервна мощност, конкурираща се директно с батерийните системи за съхранение на енергия (BESS).
В сравнение с това, батерийните системи—доминирани от компании като Tesla и LG Energy Solution—продължават да претърпяват бързи спадове на разходите и широко внедряване, особено за приложения с краткосрочен период (1-4 часа). Въпреки това, тъй като операторите на мрежите търсят решения за многочасово и дневно преместване на възобновяемата енергия, ограниченията на батериите в термините на разходи, износване и ограничения на ресурсите стават все по-очевидни. Крио-енергийните системи, с предвиждани срокове на експлоатация над 30 години и без зависимост от критични минерали, предлагат убедителна алтернатива за тези приложения.
Други технологии за съхранение, като хидравлично натискане и компресирано въздушно съхранение (CAES), остават релевантни, но срещат географски и разрешителни ограничения. Криогенните системи, от друга страна, са модулни и могат да бъдат разположени гъвкаво, включително в градски или индустриални настройки. Индустриални организации като Асоциацията за съхранение на енергия признават нарастващата роля на дългосрочното съхранение, с крио-енергийните системи все по-често представяни в политически дискусии и демонстрационни проекти.
В бъдеще, следващите няколко години, конкурентната среда се очаква да се засили, тъй като правителствата и комуналните услуги приоритизират декарбонизацията и устойчивостта на мрежата. Крио-енергийните системи за съхранение са готови да завладеят значителен дял от пазара на дългосрочно съхранение, особено с намаляване на разходите с мащаба и преминаването на повече проекти от демонстрационен към комерсиален режим. Траекторията на сектора ще зависи от продължаващите технологични иновации, подкрепящите политически рамки и успешното внедряване в голям мащаб от лидери като Highview Power.
Инновации: НДД, патенти и материали от следващо поколение
Крио-енергийните системи за съхранение, особено тези, основани на хранилища за енергия от течен въздух (LAES), набира популярност като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дългосрочно. Към 2025 г. иновационният поток в този сектор е характеристикa на активни НДД, нарастваща патентна инфраструктура и проучване на напреднали материали, за да се подобри ефективността и мащабируемостта.
Едно от водещите компании в тази сфера е Highview Power, която е пионер в комерсиалните LAES заводи. Технологията им включва охлаждане на въздуха до криогенни температури, съхраняване на течността и след това регазификацията й, за да задвижва турбини и генерира електрическа енергия, когато е необходимо. НДД усилията на Highview Power са насочени към увеличаване на ефикасността на цикъла, намаляване на капиталовите разходи и интеграция с възобновяеми източници на енергия. През 2024 г. компанията обяви напредък по проекта си CRYOBattery™ с капацитет 50 MW/250 MWh в Обединеното кралство, с предстоящи проекти за мащабиране за 2025 и по-нататък.
Активността в патентите в крио-енергийните системи за съхранение се е увеличила, като заявленията обхващат иновации в топлообмена, цикли на втечняване и интеграция на системи. Siemens Energy и Air Products and Chemicals, Inc. са забележителни със своите патентни портфейли в области на криогенна инженерия и обработка на индустриални газове, които са пряко приложими към LAES системи. Тези компании се възползват от опита си с големи газови инфраструктури, за да разработят по-ефективни и надеждни решения за криогенно съхранение.
Научната материална иновация е ключова област за иновации. Следващото поколение LAES системи изследват напреднали изолационни материали, за да се минимизират термичните загуби по време на съхранение, както и високопроизводителни сплави за топлообменници и резервоари под налягане. Linde plc, глобален лидер в индустриалните газове и криогениката, активно разработва нови материали и проекти за системи, за да подобри издръжливостта и ефективността на криогенните резервоари и свързаната с тях инфраструктура.
В бъдеще, иновационният поток се очаква да предостави постепенни подобрения в ефективността на системите (целящи над 60% ефикасност на цикъла), модулността и намаляване на разходите. Съвместни НДД проекти между доставчици на технологии, комунални услуги и научни институции ускоряват времето за комерсиализация. Следващите няколко години вероятно ще видят внедряването на по-големи LAES системи в мрежов мащаб, подкрепени от напредъка в материалите и интеграцията на системи, позиционирайки крио-енергийните системи за съхранение като жизнеспособен конкурент на други технологии за дългосрочно съхранение.
Бъдеща перспектива: Възможности, предизвикателства и стратегически препоръки
Крио-енергийните системи за съхранение, особено тези, основани на хранилища за енергия от течен въздух (LAES) и течен азот, набират популярност като обещаващо решение за съхранение на енергия в голям мащаб и за дългосрочно. С ускоряващия се преход на глобалния енергиен сектор към възобновяеми източници, необходимостта от технологии за съхранение в мащаб на мрежата, които могат да балансират прекъсващото предлагане на енергия, става все по-належаща. През 2025 г. и в идните години, пазарът на крио-енергийните системи за съхранение се очаква да преживее значителни развития, движени от технологичните напредъци, политическа подкрепа и растящ интерес от страна на бизнеса.
Един от най-значимите играчи в тази сфера е Highview Power, компания от Обединеното кралство, която е пионер в комерсиалните LAES заводи. През 2024 г. Highview Power започна изграждането на съоръжение с капацитет 50 MW/300 MWh в Карингтън, близо до Манчестър, което ще стане един от най-големите проекти за криогенно съхранение на енергия в света след завършването си. Компанията обяви планове за разширяване до системи от клас гигават-час, насочени както към Обединеното кралство, така и към международни пазари. Технологията на Highview Power е забележителна за способността си да предоставя дългосрочно съхранение (от няколко часа до дни), което я прави подходяща за балансиране на мрежата, интеграцията на възобновяеми източници и резервно захранване.
Други компании също навлизат в сектора. Siemens Energy проявява интерес в криогенното съхранение като част от по-широкото си портфолио на решения за съхранение на енергия, проучвайки синергиите с експертизата си в индустриалните газове и енергийните системи. Междувременно Air Liquide, глобален лидер в индустриалните газове, изследва интеграцията на криогенното съхранение с наличната си инфраструктура, използвайки опита си в втечняването и криогениката.
Перспективите за крио-енергийните системи за съхранение се формират от няколко възможности. Първо, мащабируемостта на технологията и използването на изобилни, нетоксични материали (основно въздух) я правят привлекателна за разширено внедряване. Второ, способността за разполагане на LAES станции близо до съществуваща електрическа инфраструктура или възобновяеми генериращи хъбове предлага гъвкавост и потенциални спестявания. Трето, тъй като правителствата и операторите на мрежи се стремят към декарбонизация на електрическите системи, дългосрочното съхранение все по-често се признава за съществено за надеждност и устойчивост на мрежата.
Въпреки това, остават предизвикателства. Ефективността на цикъла на крио-енергийните системи за съхранение (обикновено 50–60%) е по-ниска от тази на литиево-йонните батерии, въпреки че текущите изследвания и разработки имат за цел да подобрят това. Капиталовите разходи все още са сравнително високи, а комерсиална оценка на проектите зависи от допълнителна демонстрация на оперативната им производителност и намаление на разходите. Регулаторните рамки и пазарните механизми, които оценяват дългосрочното съхранение, все още се развиват, което може да повлияе на финансирането на проектите и приходните потоци.
Стратегически препоръки за заинтересованите страни включват: инвестиране в пилотни и демонстрационни проекти за валидиране на производителността в мащаб; укрепване на партньорствата между доставчици на технологии, комунални услуги и компании за индустриални газове; и защита на политическите рамки, които признават уникалната стойност на дългосрочното съхранение. С напредването на сектора, крио-енергийните системи за съхранение имат потенциала да играят критична роля в осигуряването на гъвкаво, нисковъглеродно бъдеще на енергията.
Източници и референции
- Siemens Energy
- Асоциацията за съхранение на енергия
- Linde
- Sumitomo Electric Industries, Ltd.
- Linde
- Асоциацията за съхранение на енергия
- Международната агенция по енергия
- LG Energy Solution
- Air Liquide
