Kriogeninių energijos saugojimo sistemų ateitis 2025 metais: transformacija elektros tinklų atsparumo ir atsinaujinančių išteklių integracijos srityje naudojant naujos kartos skysčio oro technologijas. Sužinokite, kaip kriogeninis saugojimas spartins pasaulinę energijos transformaciją.

• Vykdomos santrauka ir pagrindiniai radiniai
• Rinkos dydis, augimo tempai ir 2025–2030 m. prognozės
• Pagrindinės technologijos: skystas oras, kriogeniniai rezervuarai ir sistemų integracija
• Pagrindinės kompanijos ir pramonės iniciatyvos (pvz., highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
• Kainų analizė ir lyginamoji saugojimo kaina (LCOS)
• Įgyvendinimo atvejų studijos ir pilotiniai projektai
• Politikos, reguliavimo ir elektros tinklų integracijos veiksniai
• Konkursinė aplinka: kryogeninis vs. baterijos ir kitos saugojimo sprendimai
• Inovacijų pipeline: T&R, patentai ir naujos kartos medžiagos
• Ateities perspektyvos: galimybės, iššūkiai ir strateginės rekomendacijos
• Šaltiniai ir nuorodos

Vykdomos santrauka ir pagrindiniai radiniai

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, dar žinomos kaip kriogeninis energijos saugojimas (CES), tampa perspektyvia sprendimo galimybe didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui, ypač kaip pasauliniai elektros tinklai integruoja didesnes kintamos atsinaujinančios energijos dalis. Šios sistemos saugo energiją, skystindamos orą ar kitus dujas itin žemoje temperatūroje, o vėliau ją išleidžia regazifikavus skystį, kad sukurtų turbinas ir generuotų elektrą. 2025 metais šis sektorius pereina nuo pilotinių projektų prie ankstyvųjų komercinių diegimų, su keliais svarbiais žaidėjais ir demonstracinėmis elektrinėmis, formuojančiomis rinkos prognozes.

Vienas svarbiausių sektoriaus įvykių buvo pasaulyje didžiausios skysčio oro energijos saugojimo (LAES) elektrinės paleidimas Carrington, JK, Highview Power. Ši 50 MW/250 MWh įrenginys, veikiantis nuo 2023 metų, tarnauja kaip komercinio masto koncepcijos įrodymas ir pritraukė dėmesį iš tiekimo įmonių ir elektros tinklų operatorių, ieškančių alternatyvų litio jonų baterijoms ilgalaikiam saugojimui. Highview Power taip pat tobulina planus papildomiems projektams JK ir Ispanijoje, su planais kurti kelių gigavatvalandžių masto sistemas, ir paskelbė partnerystes su didelėmis energijos įmonėmis, kad pagreitintų diegimą.

Jungtinėse Valstijose, Highview Power paskelbė planus statyti 300 MWh LAES įrenginį Vermonte, remiamą valstybinių ir federalinių fondų, su paleidimo tikslas 2026 metams. Tuo tarpu, Siemens Energy ir Air Products tyrinėja kriogeninio saugojimo integravimą su pramoninėmis dujomis ir vandenilio infrastruktūra, išnaudodamos savo patirtį kriogenikoje ir didelio masto procesų inžinerijoje.

Pagrindiniai radiniai 2025 metais ir artimiausio laikotarpio prognozėse apima:

• Komercinio masto kriogeninis energijos saugojimas dabar technologiškai įrodytas, o Carrington elektrinė demonstruoja grąžinimo efektyvumą, siekiant 50–60% ir kelių valandų iki kelių dienų saugojimo trukmes.
• Kainų konkurencingumas gerėja, prognozuojama, kad LAES sistemų kapitalo kaštai iki 2027 metų turėtų sumažėti žemiau $500/kWh, todėl jos yra patrauklios elektros tinklo taikymams, kur trukmė ir lankstumas yra kritiški.
• Didžiausi energetikos ir elektros tinklų operatoriai Europoje ir Šiaurės Amerikoje aktyviai vertina CES kaip savo dekarbonizacijos ir tinklo atsparumo strategijų dalį, vykdydami kelis tiekimo procesus.
• Politikos parama, įskaitant pajėgumų rinkos reformas ir paskatas ilgalaikiam saugojimui, skatina projektų pipeline, ypač JK, ES ir kai kuriose JAV valstijose.
• Tęstinis T&R iš Highview Power, Siemens Energy ir Air Products tikslas yra didinti efektyvumą, mažinti kaštus ir integruoti CES su atsinaujinančiais energijos šaltiniais ir pramoniniais procesais.

Apibendrinant, kriogeninės energijos saugojimo sistemos yra pasiruošusios reikšmingam augimui 2020-ųjų antroje pusėje, kai ankstyvieji komerciniai diegimai sudaro pagrindą platesnei adoptacijai kaip pasaulinės energijos transformacijos daliai.

Rinkos dydis, augimo tempai ir 2025–2030 m. prognozės

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, dar žinomos kaip kriogeninis energijos saugojimas (CES) arba skysčio oro energijos saugojimas (LAES), tampa perspektyvia sprendimo galimybe didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui. Šios sistemos saugo energiją, skystindamos orą ar kitas dujas labai žemoje temperatūroje, o vėliau išskirdamos saugomą energiją, regazifikuodamos skystį, kad sukurtų turbinas. 2025 metais pasaulinė kriogeninės energijos saugojimo rinka vis dar yra ankstyvo komercinio naudojimo fazėje, tačiau yra pasiruošusi reikšmingam augimui per artimiausius penkerius metus, veikiama didėjančios atsinaujinančios energijos integracijos, elektros tinklo lankstumo poreikių ir dekarbonizacijos tikslų.

Kriogeninės energijos saugojimo instaliuota bazė vis dar yra palyginti maža, palyginti su kitomis saugojimo technologijomis, užtikrinant tik kelis komercinio masto projektus. Išskirtinas Highview Power, JK įsikūrusi kompanija, kuri yra pasaulinė lyderė šioje srityje. Highview Power Commissioned pasaulyje pirmąją tinklo masto LAES elektrinę Bury, JK, su 5 MW/15 MWh talpa ir šiuo metu vykdo daug didesnius projektus, įskaitant 50 MW/250 MWh įrenginį Carrington, netoli Mančesterio, kuris bus operatyvus iki 2025 metų. Įmonė taip pat paskelbė planus papildomiems projektams JAV ir Ispanijoje, signalizuodama tarptautinę plėtrą ir augančią investuotojų pasitikėjimą.

Rinkos prognozės 2025–2030 m. rodo, kad metinis augimo tempas (CAGR) sieks dviženklį skaičių, o bendra instaliuota galia turėtų pasiekti kelis gigavatvalandžius iki 2030 metų. Šis augimas remiasi didėjančia politikos parama ilgalaikiam energijos saugojimui tokiuose svarbiuose rinkose kaip JK, JAV ir kai kuriose Europos dalyse. Pavyzdžiui, JK vyriausybė įtraukė ilgalaikį saugojimą į savo energetikos strategiją, o JAV Energetikos departamentas pradėjo iniciatyvas, skirtas pagreitinti technologijų, tokių kaip LAES, komercializaciją. Pramonės organizacijos, tokios kaip Energijos saugojimo asociacija ir Europos energijos saugojimo asociacija, pabrėžia kriogeninio saugojimo kaip svarbaus faktoriaus tinklo patikimumui ir atsinaujinančios energijos integracijai.

Nors Highview Power išlieka ryškiausiu žaidėju, kitos įmonės taip pat įžengia į šią sritį. Siemens Energy rodo susidomėjimą kriogeniniu saugojimu kaip dalimi savo plačio energijos saugojimo portfelio, ir tikimasi, kad partnerystės tarp technologijų tiekėjų ir tinklo operatorių paspartins diegimą. Artimiausius kelerius metus tikėtina, kad žygiuosime nuo demonstracinių projektų prie komercinio masto elektrinių, o rinkos dydžio prognozės turėtų svyruoti nuo 1 iki 2 milijardų dolerių iki 2030 metų, atsižvelgiant į politiką, technologijų kaštus ir projektų finansavimą.

Apibendrinant, kriogeninės energijos saugojimo rinka yra nustatyta stipriam augimui nuo 2025 metų, su didėjančių projektų skaičiumi, palaikymu politikoje ir vis didėjančiu technologijos vaidmens pripažinimu, leidžiančiu sukurti mažai anglies pėdsakų, atsparią energijos sistemą.

Pagrindinės technologijos: skystas oras, kriogeniniai rezervuarai ir sistemų integracija

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, ypač tų, kurios naudoja skystą orą ar skystą azotą, gauna pagreitį kaip perspektyvi sprendimo galimybė didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui. Pagrindinės technologijos, kurios stumia šias sistemas, apima kriogeninių skysčių gamybą ir saugojimą, pažangius kriogeninius rezervuarus ir šių komponentų integravimą į tinklo masto energijos saugojimo sprendimus. 2025 metais kelios svarbios plėtros ir diegimai formuoja šio sektoriaus trajektoriją.

Kriogeninės energijos saugojimo esmė yra oro ar azoto skystinimo procesas itin žemoje temperatūroje (žemiau -196°C azotui), saugant jį izoliuotuose kriogeniniuose rezervuaruose, o vėliau jį regazifikuojant, kad sukurtų turbinas ir generuotų elektrą tuo metu, kai to reikia. Šis procesas yra savaime sustiprinamas ir nesiremia geografiškai apribotais ištekliais, todėl jis yra patrauklus elektros tinklų taikymams.

Vienas iš labiausiai žinomų žaidėjų šioje srityje yra Highview Power, JK įsikūrusi įmonė, kuri pirmoji įgyvendino komercinio masto skysčio oro energijos saugojimo (LAES) technologiją. Highview Power sistemose naudojama pramoninė dujų skystinimo įranga, patikimi kriogeniniai saugojimo rezervuarai ir nuosavybės teisės priklausančios šilumos keitimo ir galios atkūrimo sistemos. Jų vėliavinė projektas, Carrington įmonė netoli Mančesterio, skirtas tiekti 50 MW/250 MWh saugojimo, su komerciniu veikimu, numatomu 2025 metais. Įmonės technologijų planas apima modulius, kurie gali būti plečiami iki šimtų megavatų, orientuojantis tiek į tinklo balansavimą, tiek į atsinaujinančių energijos šaltinių integraciją.

Kriogeninių rezervuarų technologija yra kritinis veiksnys šių sistemų sėkmei. Tokios įmonės kaip Chart Industries ir Linde yra pasauliniai lyderiai didelių kryogeninių saugojimo indų projektavime ir gamyboje. Šie rezervuarai turi išlaikyti itin žemas temperatūras su minimaliu garavimo nuostoliu, reikalaujant pažangių izoliacinių medžiagų ir statybos technikų. Naujausi patobulinimai apima daugiapakopę vakuuminę izoliaciją ir patobulintas rezervuarų geometrijas, siekiant pagerinti šilumos laidumo našumą ir saugumą.

Sistemų integracija yra dar viena sritis, kurioje vyksta sparčios pažangos. Kriogeninės energijos saugojimo integravimas su atsinaujinančia gamyba, elektros tinklo valdymo programine įranga ir pagalbinėmis paslaugomis yra būtinas komerciniam gyvybingumui. Pavyzdžiui, Highview Power bendradarbiauja su elektros tiekimo kompanijomis ir perdavimo operatoriais, kad įrodytų LAES lankstumą ir patikimumą realių elektros tinklo sąlygų atžvilgiu. Be to, partnerystės su pramoninių dujų tiekėjais, tokiais kaip Air Products, palengvina kriogeninių saugojimo integraciją su esama dujų gamybos ir paskirstymo infrastruktūra, mažindamos sąnaudas ir pagreitindamos diegimą.

Žiūrint į ateitį, kriogeninės energijos saugojimo sistemų perspektyvos 2025 m. ir vėliau yra teigiamos, su keliais didelės apimties projektais, vystomais Europoje, Šiaurės Amerikoje ir Azijoje. Tęstinės inovacijos kriogeninių rezervuarų medžiagose, sistemų integravime ir procesų efektyvume turėtų sumažinti kaštus ir išplėsti taikymų sferą, pozicionuojant kriogeninį energijos saugojimą kaip pagrindinę technologiją pereinant prie mažai anglies pėdsakų energijos sistemos.

Pagrindinės kompanijos ir pramonės iniciatyvos (pvz., highviewpower.com, sumitomoelectric.com)

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, žinomos kaip skysčio oro energijos saugojimas (LAES), įgyja pagreitį kaip perspektyvi sprendimo galimybė didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui. Šios sistemos naudoja perteklinę elektrą, kad skystintų orą, kuris vėliau yra saugomas esant žemoms temperatūroms ir vėl išplečiamas, kad sukurtų turbinas ir generuotų elektrą, kai reikia. Didėjant globalių energijos sektorių perėjimui prie atsinaujinančių išteklių, poreikis tinklo masto saugojimo technologijoms, tokioms kaip kriogeninis energijos saugojimas, tampa vis skubesnis. Įvairios pagrindinės kompanijos ir pramonės iniciatyvos formuoja peizažą 2025 metais ir yra pasirengusios įtakoti įvykius ateityje.

Vienas iš pagrindinių žaidėjų šiame sektoriuje yra Highview Power, JK įsikūrusi įmonė, laikoma pionieriumi komercinio masto LAES technologijoje. Highview Power sukūrė ir įgyvendino pirmąją pasaulyje tinklo masto kriogeninės energijos saugojimo elektrinę JK, su 50 MW/250 MWh talpa. 2024 metais įmonė paskelbė planus išplėsti savo veiklą JAV, kur vykdoma daugybė projektų, įskaitant 300 MWh įrenginį Vermonte. Highview Power technologija skirta teikti ilgalaikį saugojimą (nuo kelių valandų iki dienų), todėl ji tinkama subalansuoti atsinaujinančios energijos pasiūlą ir paklausą elektros tinkle.

Kita svarbi pramonės iniciatyva ateina iš Sumitomo Electric Industries, Ltd., japonų konglomerato, turinčio plačią pažangių energijos sprendimų portfelį. Sumitomo Electric aktyviai tyrinėja ir plėtoja kriogeninius ir kitus pažangius saugojimo technologijas, pasinaudodama savo patirtimi elektros sistemose ir tinklų integracijoje. Įmonė bendradarbiauja su paslaugų teikėjais ir tyrimų institucijomis Japonijoje ir užsienyje, kad išbandytų kriogeninio saugojimo sistemas, siekdama šias sprendimų komercializuoti iki 2020-ųjų pabaigos.

Be šių lyderių, kitos įmonės taip pat įžengia į kriogeninės energijos saugojimo rinką. Linde, pasaulinė pramoninių dujų ir inžinerijos kompanija, tiria sinergijas tarp savo kriogeninių dujų valdymo ekspertizės ir energijos saugojimo taikymų. Linde dalyvavimas numatomas paspartinti kriogeninių saugojimo infrastruktūros plėtrą ir kaštų mažinimą, ypač regionuose su gerai išplėtota pramoninių dujų tiekimo grandine.

Pramonės organizacijos, tokios kaip Energijos saugojimo asociacija ir Tarptautinė energetikos agentūra, stebi kriogeninio saugojimo pažangą ir pabrėžia jo potencialią rolę dekarbonizuojant energijos sistemas. 2025 metais kriogeninės energijos saugojimo sistemų perspektyvos atrodo optimistiškai, su pilotiniais projektais, pereinančiais į komercinius diegimus ir augančiu interesu iš paslaugų teikėjų, ieškančių patikimų, ilgalaikių saugojimo sprendimų. Per artimiausius kelerius metus tikimasi, kad tolesnės kaštų mažinimo, technologinių patobulinimų ir pažangių politikos sistemų stimuliuos platesnį kriogeninės energijos saugojimo įsisavinimą visame pasaulyje.

Kainų analizė ir lyginamoji saugojimo kaina (LCOS)

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, taip pat žinomos kaip skysčio oro energijos saugojimas (LAES), įgauna pagreitį kaip perspektyvi ilgalaikio energijos saugojimo sprendimas, ypač tinklo masto taikymams. Kainų analizė ir lyginamoji saugojimo kaina (LCOS) šių sistemų 2025 m. ir artimiausiu metu yra formuojama nuolatinių komercinių diegimų, technologijų gerinimo ir besikeičiančių rinkos sąlygų.

LCOS kriogeniniam energijos saugojimui yra daroma įtaka kapitalo išlaidų (CAPEX), operacinėms išlaidoms (OPEX), sistemos efektyvumui ir projekto trukmei. 2025 metais ryškiausias komercinis diegimas vykdomas Highview Power, kuris inicijavo ir statė kelias didelio masto LAES elektrines JK ir JAV. Jų 50 MW/250 MWh Carrington įrenginys Mančesteryje, JK, tarnauja kaip dabartinių kaštų etalonas. Remiantis viešais pareiškimais iš Highview Power, tikėtina, kad jų LAES technologijos LCOS svyruos nuo $140 iki $200/MWh, su prognozėmis, kad iki $100/MWh ar mažiau bus pasiekta, kai gamyba plečiasi ir tiekimo grandinės subręsta per artimiausius kelerius metus.

Pagrindiniai kainų veiksniai yra naudojamas pramoninis komponentų tiekimas, pvz., oro skystinimo įrenginiai ir saugojimo rezervuarai, kurie naudojasi išplėtotomis tiekimo grandinėmis pramoninių dujų sektoriuje. Tokios kompanijos kaip Air Products and Chemicals, Inc. ir Linde plc yra pagrindiniai kriogeninės įrangos ir dujų tiekėjai, remiantys LAES projektų plečiamumą ir kaštų mažinimą. Kriogeninės energijos saugojimo sistemų modulinumas leidžia lanksčius pajėgumų pridėjimus, kurie gali toliau optimizuoti projekto ekonomiką.

Operacinės išlaidos yra palyginti mažos, nes LAES sistemos turi minimalų degradaciją per laiką ir nesiremia retų ar pavojingų medžiagų naudojimu. Dabartinių komercinių sistemų grąžinimo efektyvumas paprastai siekia 50–60%, kuris yra mažesnis nei litio jonų baterijų, tačiau tai atsveria ilgesnės gyvenimo trukmės (20-30 metų) ir tinkamumo didelėms, ilgalaikėms saugojimo sistemoms pranašumai. Kadangi daugiau projektų bus užbaigta, pavyzdžiui, tų, kuriuos paskelbe Highview Power JAV ir Ispanijoje, ekonomika pagreitins tiek CAPEX, tiek LCOS mažinimą.

Žiūrint į ateitį, kriogeninės energijos saugojimo kaštų perspektyvos atrodo teigiamos. Su padidėjusiais diegimais, standartizavimu ir integracija su atsinaujinančiais energijos šaltiniais, pramonės dalyviai tikisi, kad LCOS prisijungs prie $80–$100/MWh iki 2020-ųjų pabaigos. Tai pozicionuoja kriogeninį energijos saugojimą kaip konkurencingą galimybę tinklo balansavimui, atsinaujinančių energijos integravimui ir energijos saugumui, ypač didėjant ilgalaikio saugojimo poreikiams.

Įgyvendinimo atvejų studijos ir pilotiniai projektai

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, taip pat žinomos kaip skysčio oro energijos saugojimas (LAES), per pastarąjį dešimtmetį perėjo nuo laboratorinių koncepcijų į realaus pasaulio diegimą. 2025 m. keletas aukšto profilio pilotinių projektų ir komercinio masto įrenginių formuoja sektoriaus trajektoriją, orientuodamosi į tinklo masto taikymus, atsinaujinančių energijos integravimą ir pramoninį dekarbonizavimą.

Vienas istorinis diegimas yra 50 MW/250 MWh CRYOBattery™ elektrinė Carrington, netoli Mančesterio, JK, kurią plėtoja Highview Power. Paleista 2023 m., ši įranga yra didžiausia veikianti LAES elektrinė pasaulyje ir tarnauja kaip nuoroda technologijos sustiprinamumui ir lankstumui. Ši elektrinė sudaro balansą elektros tinklų, reaguoja į dažnius ir rezervinius paslaugas JK Nacionaliniam Tinklu, demonstruodama kriogeninio saugojimo gebėjimą palaikyti atsinaujinančios energijos integravimą ir pagerinti elektros tinklo atsparumą. Carrington projektas yra svarbus ir dėl savo moduliarinio dizaino, leidžiančio ateities pajėgumo plėtrą ir reprodukciją kitose vietose.

Remiantis Carrington sėkmės, Highview Power paskelbė planus dėl papildomų didelio masto projektų JK ir Ispanijoje, orientuodamosi į kelių šimtų megavatvalandžių pajėgumus. 2024 m. įmonė gavo 300 mln. £ investiciją, kad pagreitintų diegimą, o nauji objektai tikėtina bus pradedami statyti 2025 m. Šie projektai yra skirti teikti ilgalaikį saugojimą (daugiau nei 8 valandas), sprendžiant kritiką, kurią paliko litio jonų baterijos ir pumpuojama hidroelektrinė, ypač regionuose, kuriuose ribota geografinė tinkamumo galimybė tradiciniams saugojimams.

Jungtinėse Valstijose, Highview Power bendradarbiauja su Tennessee Valley Authority (TVA), kad ištyrėtų LAES technologijos diegimą elektros tinklo palaikymui ir atsinaujinančių energijos integravimui. 2024 m. atlikta tinkamumo studija identifikavo kelias potencialias vietas TVA paslaugų srityje, o pilotiniai projektai turėtų pradėti iki 2025 m. pabaigos. Šios iniciatyvos yra dalis TVA platesnės strategijos, siekiant pasiekti nulinės anglies emisijų 2050 metais.

Kiti ne mažiau svarbūs plėtojimai apima pilotinius demonstracinius projektus iš Siemens Energy ir Air Products, abu naudojantis jų kompetencijomis pramoninėse dujose ir kriogenikoje. Siemens Energy bendradarbiauja su Europos elektros tiekimo įmonėmis, kad integruotų LAES su atsinaujinančia gamyba, o Air Products tiria kriogeninio saugojimo naudojimą pramoniniam dekarbonizavimui ir neelektriniams taikymams.

Žiūrint į ateitį, artimiausi keleriai metai turėtų matyti greitą komercinių diegimų padidėjimą, kurį skatins politikos paskatos ilgalaikiam saugojimui ir didėjantis poreikis elektros tinklo lankstumui. Šių pilotinių projektų sėkmė bus gyvybiškai svarbi, kad būtų patvirtinta bendra ekonominė ir operacinė tokios kriogeninės energijos saugojimo sistemos gyvybingumas, atveriant kelią platesniam įsisavinimui visame pasaulyje.

Politikos, reguliavimo ir elektros tinklų integracijos veiksniai

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, ypač tos, kurios remiasi skysčio oro energijos saugojimu (LAES), gauna pagreitį kaip tinklo masto sprendimas ilgalaikiam energijos saugojimui. 2025 metais politikos ir reguliavimo sistemos kai kuriose srityse vystosi, kad paremtų tokių sistemų integraciją, veikiant poreikiui balansuoti didėjančias kintamos atsinaujinančios energijos dalis ir didinti elektros tinklo atsparumą.

Europos Sąjungoje peržiūrėta Atsinaujinančios energijos direktyva ir ES „Fit for 55“ paketas pabrėžia energijos saugojimo svarbą dekarbonizacijai ir elektros tinklo stabilumui. Šios politikos formuoja palankią aplinką inovatyvioms saugojimo technologijoms, įskaitant kriogenines sistemas. ES Inovacijų fondas ir Horizon Europe programos teikė finansavimą demonstraciniams projektams, tokiems kaip 250 MWh LAES elektrinė Didžiosios Mančesterio įmonės Highview Power. Ši įmonė, veikianti nuo 2023 metų, yra didžiausia tokio tipo ir tarnauja kaip modelis reguliavimo pritaikymui, įskaitant supaprastintą leidimų ir tinklų prijungimo procesų struktūrą.

Jungtinėje Karalystėje vyriausybės Energijos saugumo strategija ir Sutartys dėl skirtumų (CfD) schema buvo išplėstos taip, kad išlaikytų ilgalaikio saugojimo technologijas. JK Energetikos saugumo ir nulinės anglies ministerija aktyviai konsultuojasi dėl rinkos mechanizmų, kad paskatintų investicijas į saugojimo išteklius, kurių trukmė viršija keturias valandas, kategoriją, kurioje kriogeninės sistemos išsiskiria. Nacionalinio tinklo ESO ateities energijos scenarijai pabrėžia tokių saugojimų vaidmenį pasiekiant nulinio anglies emisijų tikslus, o reguliavimo pakeitimai yra daromi, kad būtų palengvinta jų dalyvavimas pajėgumų ir pagalbinių paslaugų rinkose.

Jungtinėse Amerikos Valstijose Energetikos departamento ilgaamžei saugojimo iniciatyvai siekiama iki 2030 metų sumažinti tinklo masto saugojimo kaštus 90%, o kriogeninis saugojimas yra identifikuotas kaip perspektyvi kelias. 2022 metų Infliacijos mažinimo aktas įvedė investicijų mokesčių kreditas atskiriam energijos saugojimui, tiesiogiai naudingos kriogeniniams projektams. Highview Power paskelbė planus dėl kelių LAES įrenginių Šiaurės Amerikoje, pasinaudodama šiais paskatinimais ir dirbdama su regioninėmis perdavimo organizacijomis, kad užtikrintų tinklo suderinamumą.

Žiūrint į ateitį, reguliavimo aiškumas dėl rinkos dalyvavimo, pajamų derinimo ir sujungimo bus svarbus plačiam kriogeninės energijos saugojimo diegimui. Pramonės organizacijos, tokios kaip Energijos saugojimo asociacija, ragina technologijų neutralių politikų ir standartizuotų elektros tinklo integracijos reikalavimų. Kadangi elektros tinklų operatoriai vis labiau atpažįsta ilgalaikio saugojimo vertę patikimumui ir atsinaujinančios energijos integracijai, kriogeninės sistemos yra pasirengusios spartesniam platinimui artimiausiais metais, priklausomai nuo tęstinės politikos paramos ir reguliavimo pritaikymo.

Konkursinė aplinka: kriogeninis vs. baterijos ir kitos saugojimo sprendimai

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, ypač tos, kurios remiasi skysčio oro energijos saugojimu (LAES), iškyla kaip konkurencinga alternatyva įsitvirtinusioms baterijoms ir kitoms tinklo masto saugojimo technologijoms. 2025 metais konkursinė aplinka formuojama greitu litio jonų baterijų diegimu, tęsiant pumpuojamo hidroenergijos aktualumą ir vis didėjančiu susidomėjimu ilgalaikiai saugojimo sprendimais, kad būtų užtikrinta atsinaujinančios energijos integracija ir elektros tinklo stabilumas.

Kriogeninė energija pasižymi gebėjimu teikti didelio masto, ilgalaikį saugojimą—paprastai jo apimtis yra nuo 5 iki 20 valandų ar daugiau—todėl ji yra tinkama taikymams, kur baterijos gali būti mažiau ekonomiškos ar techniškai įmanomos. Skirtingai nuo ličio jonų baterijų, kurių ciklo gyvenimas, išteklių prieinamumas ir gaisrų saugos problemos trukdo, kriogeninės sistemos naudoja gausų orą kaip saugojimo terpę ir turi minimalų poveikį aplinkai. Tai pozicionuoja kriogeninį energijos saugojimą kaip stiprų konkurentą tinklo masto, ilgalaikio saugojimo srityje, ypač didėjant atsinaujinančių energijos šaltinių naudojimui.

Pagrindinis žaidėjas šioje srityje yra Highview Power, kuris įgyvendino kelis pilotinius ir komercinio masto LAES projektus JK ir aktyviai plečiasi į Šiaurės Ameriką ir kitas sritis. 2024 metais Highview Power paskelbė apie 300 MWh LAES įrenginio statybą Carrington, JK, su planais dėl papildomų kelių GWh projektų ateityje. Kompanijos technologija skirta teikti ne tik energijos saugojimą, bet ir elektros tinklo paslaugas, tokias kaip dažnių reguliavimas ir rezervinė galia, tiesiogiai konkuruodama su baterijų energijos saugojimo sistemomis (BESS).

Palyginimui, baterijų saugojimas—dominuojamas tokių įmonių kaip Tesla ir LG Energy Solution—ir toliau mažina kainas ir plačiai diegiamas, ypač trumpalaikiam (1–4 valandų) naudojimui. Tačiau, kai elektros tinklo operatoriai ieško sprendimų kelių valandų ir kasdienių atsinaujinančios energijos perkėlimo, baterijų apribojimų dėl kainų, degradacijos ir išteklių suvaržymų važiuoja aiškiau. Kriogeninės sistemos, su prognozuojama 30+ metų gyvenimo trukme ir nesiremiančios kritinėmis mineralinėmis medžiagomis, siūlo patrauklią alternatyvą šiems naudojimams.

Kitos saugojimo technologijos, tokios kaip pumpuojama hidroelektrinė ir kompresuota oro energijos saugojimas (CAES), išlieka aktualios, tačiau susiduria su geografiniais ir leidimų suvaržymais. Kriogeninės energijos sistemose, priešingai, yra modulinės ir gali būti įrengtos lanksčiai, įskaitant miestų ar pramoninėse vietose. Pramonės organizacijos, tokios kaip Energijos saugojimo asociacija, pripažįsta ilgalaikio saugojimo vis didėjančią rolę, o kriogeninės energijos sprendimai vis labiau pateikiami politinėse diskusijose ir demonstraciniuose projektuose.

Žiūrint į artimiausius kelerius metus, konkurencinė aplinka turėtų intensyvėti, kadangi vyriausybės ir energetikos kompanijos prioritetizuoja dekarbonizaciją ir elektros tinklo atsparumą. Kriogeninės energijos saugojimo sistemos yra pasiruošusios užimti reikšmingą rinkos dalį ilgalaikėje saugojimo srityje, ypač kai kaštai mažėja su mastu ir daugiau projektų persikelia nuo demonstracinių iki komercinio veikimo. Sektoriaus trajektorija priklausys nuo tolesnių technologinių patobulinimų, palaikančių politikos sistemų ir sėkmingų didelio masto įgyvendinimų iš tokių lyderių kaip Highview Power.

Inovacijų pipeline: T&R, patentai ir naujos kartos medžiagos

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, ypač tos, kurios remiasi skysčio oro energijos saugojimu (LAES), įgauna pagreitį kaip perspektyvi sprendimo galimybė didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui. 2025 metais inovacijų pipeline šioje srityje pasižymi aktyviu T&R, augančia patentų kraštovaizdžiu ir pažangių medžiagų tyrimu, siekiant gerinti efektyvumą ir plečiamumą.

Viena iš pirmaujančių įmonių šioje srityje yra Highview Power, kuri pirmauja komercinių masto LAES elektrinių plėtroje. Jų technologija apima oro atšaldymą iki kriogeninių temperatūrų, saugojimą kaip skystį ir vėliau regazifikavimą, kad sudarytų turbinas ir generuotų elektrą, kai reikia. Highview Power T&R pastangos orientuotos į grąžinimo efektyvumo didinimą, kapitalo kaštų mažinimą ir integravimą su atsinaujinančiais energijos šaltiniais. 2024 metais įmonė paskelbė apie pažangą dėl savo 50 MW/250 MWh CRYOBattery™ projekto JK, o ateityje planuoja papildomus didinimo projektus 2025 metais.

Patentų veikla kriogeninėje energijos saugojimo srityje intensyvėjo, įskaitant inovacijas šilumos keitimuose, skystinimo cikluose ir sistemų integravimu. Siemens Energy ir Air Products and Chemicals, Inc. yra žinomi savo intelektualinės nuosavybės portfeliais kriogeninių procesų inžinerijoje ir pramoninėse dujose, kurios tiesiogiai taikomos LAES sistemoms. Šios įmonės išnaudoja savo patirtį didelių dujų infrastruktūroje, kad sukurtų efektyvesnius ir tvirtesnius kriogeninio saugojimo sprendimus.

Medžiagų mokslas yra pagrindinė inovacijų sritis. Naujos kartos LAES sistemose tiriamos pažangios izoliacinės medžiagos, siekiant sumažinti šilumos nuostolius saugojimo metu, taip pat aukštos našumo lydiniai šilumos keitikliams ir slėgio indams. Linde plc, pasaulinė pramoninių dujų ir kriogenikos lyderė, aktyviai plėtoja naujas medžiagas ir sistemos projektus, kad pagerintų kriogeninių saugojimo rezervuarų ir susijusios infrastruktūros patvarumą ir efektyvumą.

Žiūrint į ateitį, inovacijų pipeline tikimasi suteikti laipsniškus patobulinimus sistemų efektyvumo (siekiant 60%+ grąžinimo efektyvumo), moduliarumo ir kaštų mažinimo. Bendradarbiaujančios T&R projektai tarp technologijų tiekėjų, tinklų operatorių ir tyrimų institucijų pagreitina komercializavimo laikotarpį. Per artimiausius kelerius metus tikėtina, kad didesni LAES projektai bus diegiami, remiantis pažangomis medžiagose ir sistemų integracijose, pozicionuojant kriogeninės energijos saugojimą kaip tinkamą konkurentą kitoms ilgalaikio energijos saugojimo technologijoms.

Ateities perspektyvos: galimybės, iššūkiai ir strateginės rekomendacijos

Kriogeninės energijos saugojimo sistemos, ypač kurios remiasi skysčio oro energijos saugojimu (LAES) ir skystu azotu, įgauna pagreitį kaip perspektyvi sprendimo galimybė didelės apimties, ilgalaikiam energijos saugojimui. Tai teikia globaliam energijos sektoriui būtinybę turėti tinklo masto saugojimo technologijas, gebančias subalansuoti kintamą pasiūlą. 2025 metais ir vėlesnėse metų laikotarpio prognozėse, kriogeninės energijos saugojimo rinka turėtų patirti reikšmingus įvykius, kuriuos skatina technologiniai patobulinimai, politikos parama ir didėjantis komercinis susidomėjimas.

Vienas iš ryškiausių šioje srityje yra Highview Power, JK perkančios įmonės, kuri pirmauja komercinio masto LAES elektrinės plėtroje. 2024 metais Highview Power pradėjo statyti 50 MW/300 MWh LAES įrenginį Carrington, netoli Mančesterio, kuris turėtų tapti vienu iš didžiausių pasaulio kriogeninio energijos saugojimo projektų, kai bus užbaigtas. Įmonė paskelbė planus išplėsti iki gigavatvalandžių (GWh) klasės sistemų, orientuodamosi tiek į JK, tiek į tarptautines rinkas. Highview Power technologija išsiskiria savo galimybėmis teikti ilgalaikį saugojimą (nuo kelių valandų iki dienų), todėl ji tinkama tinklo balansavimui, atsinaujinančių energijos šaltinių integravimui ir atsarginėms galioms.

Kitos kompanijos taip pat įžengia į šį sektorių. Siemens Energy rodo susidomėjimą kriogeniniu saugojimu kaip dalimi savo plačio energijos saugojimo sprendimų portfelio, tyrinėdamos sinergijas su savo technologijomis pramoninėse dujose ir elektros sistemose. Tuo tarpu Air Liquide, pasaulinė lyderė pramoninėse dujose, tiria kriogeninio saugojimo integravimą su esama infrastruktūra, remdamasi savo patirtimi skystinimo ir kriogenikos srityse.

Kriogeninės energijos saugojimo sistemų perspektyvos yra formuojamos keliomis galimybėmis. Pirma, technologijos didelio masto ir naudojamos gausios, netoksiškos medžiagos (pagrinde oras) daro ją patrauklią didelių apimčių diegimui. Antra, gebėjimas statyti LAES elektrines šalia esamų energetikos infrastruktūros ar atsinaujinančių energijos centrų siūlo lankstumą ir galimas kaštų taupymo galimybes. Trečia, kadangi vyriausybės ir elektros tinklų operatoriai siekia dekarbonizuoti energijos sistemas, ilgalaikio saugojimo sprendimai vis labiau pripažįstami kaip būtinybė patikimumui ir atsparumui.

Tačiau iššūkiai išlieka. Kriogeninės energijos saugojimo grąžinimo efektyvumas (paprastai 50–60%) yra mažesnis nei litio jonų baterijų, nors tęstinis T&R siekiama pagerinti tai. Kapitalo išlaidos vis dar yra palyginti didelės, o komercinis patikimumas priklauso nuo tolesnio operacinės veiklos patvirtinimo ir kaštų mažinimo. Reguliavimo sistemos ir rinkos mechanizmai, vertinantys ilgalaikius saugojimą, vis dar vystosi, todėl tai gali paveikti projektų finansavimą ir pajamų srautus.

Strateginės rekomendacijos dalyviams apima: investicijos į pilotinius ir demonstracinius projektus, kad būtų patvirtinta veikla dideliame mastu; partnerystės tarp technologijų tiekėjų, elektros tiekimo kompanijų ir pramoninių dujų kompanijų skatinimas; bei politikos sistemų rėmimas, kurios pripažįsta ilgalaikio saugojimo unikalią vertę. Dėl sektoriaus brandumo, kriogeninės energijos saugojimo sistemos yra pasiruošusios „mažai anglies pėdsakų, lankstaus energijos ateities“ kūrimui.

Šaltiniai ir nuorodos

• Siemens Energy
• Energijos saugojimo asociacija
• Linde
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Linde
• Energijos saugojimo asociacija
• Tarptautinė energetikos agentūra
• LG Energy Solution
• Air Liquide