Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas 2025. gadā: Transformējot tīkla izturību un atjaunojamo resursu pielāgošanu ar nākamās paaudzes šķidra gaisa tehnoloģijām. Uzziniet, kā kriogēna uzglabāšana paātrinās globālo enerģijas pāreju.

• Izpildziņojums un galvenie atklājumi
• Tirgus lielums, izaugsmes temps un prognozes 2025.–2030. gadam
• Pamattehnoloģijas: šķidrais gaiss, kriogēnie tvertņu un sistēmu integrācija
• Vadošās kompānijas un nozaru iniciatīvas (piemēram, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
• Izmaksu analīze un izlīdzināto uzglabāšanas izmaksu analīze (LCOS)
• Uzstādīšanas gadījumu pētījumi un izmēģinājuma projekti
• Politikas, regulējošie un tīkla integrācijas virzītāji
• Konkurences ainava: Kriogēna pret akumulatoriem un citu uzglabāšanas risinājumu
• Inovāciju infrastruktūra: R&D, patenti un nākamās paaudzes materiāli
• Nākotnes izskats: iespējas, izaicinājumi un stratēģiskas rekomendācijas
• Avoti un atsauces

Izpildziņojums un galvenie atklājumi

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, pazīstamas arī kā kriogēnā enerģijas uzglabāšana (CES), kļūst par apsolīgu risinājumu lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām, ņemot vērā, ka tīklu visā pasaulē integrē aizvien lielākas daļas pārtraukta atjaunojamā enerģija. Šīs sistēmas uzglabā enerģiju, šķidrinot gaisu vai citus gāzes pie ļoti zemas temperatūras un vēlāk to atkal gāzējot, lai darbinātu turbīnas un ražotu elektroenerģiju. 2025. gadā sektors pāriet no izmēģinājuma projektiem uz agrīnām komerciālām uzstādīšanām, ar vairākām galvenajām spēlēm un demonstrācijas iekārtām, kas veido tirgus perspektīvu.

Viens no nozīmīgākajiem notikumiem nozares vēsturē bija pasaulē lielākās šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanas (LAES) iekārtas nodošana ekspluatācijā Carringtonā, Apvienotajā Karalistē, ko īstenoja Highview Power. Šī nevis jūdz gadā / 250 MWh iekārta, kas darbojas kopš 2023. gada, kalpo kā komerciālas mēroga koncepcijas pierādījums un ir piesaistījusi uzmanību no elektroenerģijas uzņēmumiem un tīklu operatoriem, kas meklē alternatīvas litija jonu akumulatoriem ilgstošai uzglabāšanai. Highview Power arī virza plānus papildu projektiem Apvienotajā Karalistē un Spānijā, ar vairāk nekā gigavatu stacijas attīstību un ir paziņojusi par sadarbību ar lielajiem enerģijas uzņēmumiem, lai paātrinātu izplatīšanu.

ASV Highview Power ir paziņojusi par nodomiem uzcelt 300 MWh LAES iekārtu Vermontā, ko atbalsta valsts un federālie līdzekļi, ar mērķi uzsākt to 2026. gadā. Tikmēr Siemens Energy un Air Products pēta kriogēnas uzglabāšanas integrāciju ar industrial gāzu un ūdeņraža infrastruktūru, izmantojot viņu pieredzi kriogēnās tehnoloģijas un liela mēroga procesu inženierijā.

Galvenie atklājumi 2025. gadā un tuvā nākotnē ietver:

• Komerciālas mēroga kriogēnu enerģijas uzglabāšana tagad ir tehniski pierādīta, un Carringtonas iekārta demonstrē atpakaļceļa efektivitāti 50–60% un uzglabāšanas ilgumu no vairākām stundām līdz vairākām dienām.
• Izmaksu konkurētspēja uzlabojas, ar prognozētajām kapitāla izmaksām LAES sistēmām, kas sagaidāmas, ka samazināsies zem $500/kWh līdz 2027. gadam, padarot tās pievilcīgas tīkla mēroga aplikācijām, kur ilgums un elastīgums ir ļoti svarīgi.
• Galvenie elektroenerģijas uzņēmumi un tīklu operatori Eiropā un Ziemeļamerikā aktīvi izvērtē CES kā daļu no viņu dekarbonizācijas un tīkla izturības stratēģijām, ar vairākiem iepirkuma procesiem, kas notiek.
• Politikas atbalsts, ieskaitot jaudas tirgus reformas un stimulus ilgstošai uzglabāšanai, paātrina projektu plūsmas, īpaši Apvienotajā Karalistē, ES un izvēlētajās ASV štatos.
• Pastāvīgās R&D aktivitātes uzņēmumos, piemēram, Highview Power, Siemens Energy un Air Products, ir vērstas uz efektivitātes uzlabošanu, izmaksu samazināšanu un CES integrāciju ar atjaunojamajiem un industrial procesiem.

Kopumā, kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir gatavas ievērojamai izaugsmei 2020. gadu otrajā pusē, ar agrīnām komerciālām uzstādīšanām, kas veidos platformu plašākai pieņemšanai kā daļu no globālās enerģijas pārejas.

Tirgus lielums, izaugsmes temps un prognozes 2025.–2030. gadam

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, pazīstamas arī kā kriogēnā enerģijas uzglabāšana (CES) vai šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšana (LAES), kļūst par apsolīgu risinājumu lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām. Šīs sistēmas uzglabā enerģiju, šķidrinot gaisu vai citus gāzes pie ļoti zemas temperatūras un pēc tam atgriežot uzglabāto enerģiju, gāzējot šķidruma formā, lai darbinātu turbīnas. 2025. gadā globālais tirgus kriogēnu enerģijas uzglabāšanai joprojām ir agrīnā komercializācijas posmā, taču ir paredzams ievērojams izaugsme nākamo piecu gadu laikā, ko veicina palielināta atjaunojamās enerģijas integrācija, tīkla elastības vajadzības un dekarbonizācijas mērķi.

Uzstādītais kriogēnu enerģijas uzglabāšanas apjoms joprojām ir salīdzinoši neliels, salīdzinot ar citām uzglabāšanas tehnoloģijām, ar tikai dažiem komerciālās mērogā projektiem darbībā. Neapšaubāmi, Highview Power, Apvienotās Karalistē bāzēta kompānija, tiek atzīta par globālo līderi šajā nozarē. Highview Power nodrošināja pasaulē pirmo tīkla mēroga LAES iekārtu Bury, Apvienotajā Karalistē, ar jaudu 5 MW/15 MWh, un šobrīd attīsta daudz lielākus projektus, tostarp 50 MW/250 MWh iekārtu Carringtonā, netālu no Mančestras, kas sagaidāma darbībai līdz 2025. gadam. Uzņēmums ir arī paziņojis par plāniem papildu projektiem Amerikas Savienotajās Valstīs un Spānijā, norādot uz starptautisku paplašināšanos un augošu investoru uzticēšanos.

Tirgus prognozes 2025.–2030. gadam liecina par divu ciparu sastāva gada izaugsmes tempu (CAGR), ar kopējo uzstādīto jaudu, kas gaidāma sasniegt vairākus gigavatu stundas līdz 2030. gadam. Šo izaugsmi nodrošina palielināta politikas atbalsta ilgstošai enerģijas uzglabāšanai svarīgos tirgos, piemēram, Apvienotajā Karalistē, ASV un dažās Eiropas daļās. Piemēram, Apvienotās Karalistes valdība ir iekļāvusi ilgstošas uzglabāšanas tehnoloģijas savā enerģijas stratēģijā, un ASV Enerģijas ministrija ir uzsākusi iniciatīvas, lai paātrinātu tādu tehnoloģiju, kā LAES, komercializāciju. Nozares organizācijas, piemēram, Enerģijas uzglabāšanas asociācija un Eiropas enerģijas uzglabāšanas asociācija, ir izcēlušas kriogēnu uzglabāšanu kā kritisku faktoru tīkla uzticamības un atjaunojamās integrācijas nodrošināšanā.

Lai gan Highview Power joprojām paliek vissvarīgākais dalībnieks, citi uzņēmumi ienāk tirgū. Siemens Energy ir izrādījusi interesi par kriogēnu uzglabāšanu kā daļu no plašāka enerģijas uzglabāšanas portfeļa, un tehnoloģiju nodrošinātāju un elektroenerģijas uzņēmumu sadarbības uzlabošanas sekmē integrāciju. Nākamajos gados, visticamāk, norisināsies pāreja no demonstrācijas projektiem uz komerciāla mēroga rūpnīcām, ar tirgus lieluma prognozēm, kas no 2030. gada svārstās no 1 līdz 2 miljardiem dolāru, atkarībā no politikas, tehnoloģiju izmaksām un projektu finansējuma.

Kopumā kriogēnu enerģijas uzglabāšanas tirgus ir paredzēts robustai izaugsmei no 2025. gada uz priekšu, ar pieaugošu projektu paziņojumu, atbalstošām politikas struktūrām un tehnoloģijas lomas pieaugošo atpazīstamību zemas oglekļa, izturīgas enerģijas sistēmas nodrošināšanā.

Pamattehnoloģijas: šķidrais gaiss, kriogēnie tvertņu un sistēmu integrācija

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, īpaši tās, kas izmanto šķidro gaisu vai šķidro slāpekli, gūst popularitāti kā perspektīvs risinājums lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām. Pamattehnoloģijas šajās sistēmās ietver kriogēnu šķidrumu ražošanu un uzglabāšanu, uzlabotas kriogēnās tvertnes un šo komponentu integrāciju tīkla mēroga enerģijas uzglabāšanas risinājumos. 2025. gadā vairāki galvenie notikumi un uzstādīšanas veido nozaru attīstību.

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas pamatā ir gaisa vai slāpekļa šķidrināšanas process ļoti zemas temperatūras (zem -196°C slāpeklim), tā uzglabāšana izolētos kriogēnos tvertnē un tad atgāzēšana, lai darbinātu turbīnas un ražotu elektroenerģiju, kad tas ir nepieciešams. Šis process ir dabiski paplašināms un nav atkarīgs no ģeogrāfiski ierobežotiem resursiem, padarot to pievilcīgu tīkla aplikācijām.

Viena no vissvarīgākajām spēlēm šajā jomā ir Highview Power, Apvienotajā Karalistē bāzēta kompānija, kas ir pionieris komerciāla mēroga šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanas (LAES) tehnoloģijas izstrādē. Highview Power sistēmas izmanto industriālā gāzes šķidrināšanas aprīkojumu, robustas kriogēnās uzglabāšanas tvertnes un patentētas siltuma apmaiņas un jaudas atgūšanas sistēmas. Viņu flagmanis projekts, Carringtonas iekārta netālu no Mančestras, ir paredzēta, lai nodrošinātu 50 MW/250 MWh uzglabāšanu, ar komercdarbību, kas gaidāma 2025. gadā. Uzņēmuma tehnoloģiju ceļvedis ietver modulāras sistēmas, kas var tikt paplašinātas līdz simtiem megavatu, piedāvājot risinājumus gan tīkla līdzsvaram, gan atjaunojamo integrācijai.

Kriogēnās tvertnes tehnoloģija ir kritisks iespējojošais faktors šīm sistēmām. Tādas kompānijas kā Chart Industries un Linde ir globāli līderi liela mēroga kriogēnu uzglabāšanas tvertņu projektēšanā un ražošanā. Šīm tvertnēm ir jāuztur ļoti zemas temperatūras ar minimāliem iztvaikošanas zaudējumiem, kas prasa uzlabotus izolācijas materiālus un būvniecības tehniku. Jaunākās inovācijas ietver vairāku slāņu vakuuma izolāciju un uzlabotas tvertņu ģeometrijas, lai uzlabotu siltuma veiktspēju un drošību.

Sistēmu integrācija ir vēl viena joma, kurā notiek izstrāde. Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas integrācija ar atjaunojamo ražošanu, tīkla pārvaldības programmatūru un papildus pakalpojumu tirgus ir būtiska komerciālai dzīvotspējai. Piemēram, Highview Power sadarbojas ar elektroenerģijas uzņēmumiem un pārraides operatoriem, lai demonstrētu LAES elastību un uzticamību reālajos tīkla apstākļos. Turklāt sadarbība ar industriālajiem gāzu piegādātājiem, piemēram, Air Products, veicina kriogēnas uzglabāšanas līdzšinējo atrašanos ar esošo gāzu ražošanas un izplatīšanas infrastruktūru, samazinot izmaksas un paātrinot izplatīšanu.

Raudzoties nākotnē, 2025. gada un vēlāk kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmu perspektīvas ir pozitīvas, ar vairākiem lieliem projektiem, kas tiek attīstīti Eiropā, Ziemeļamerikā un Āzijā. Turpinātā inovācija kriogēnās tvertņu materiālos, sistēmu integrācijā un procesu efektivitātē ir paredzēts samazināt izmaksas un paplašināt lietojumu jomu, pozicionējot kriogēnu enerģijas uzglabāšanu kā svarīgu tehnoloģiju pārejā uz zemas oglekļa emisijas enerģijas sistēmu.

Vadošās kompānijas un nozaru iniciatīvas (piemēram, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, pazīstamas arī kā šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšana (LAES), gūst popularitāti kā perspektīvs risinājums lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām. Šīs sistēmas izmanto pārpalikušo elektroenerģiju, lai šķidrinātu gaisu, kas tad tiek uzglabāts zemos temperatūrās un vēlāk palielināts, lai darbinātu turbīnas un ražotu elektroenerģiju, kad tas nepieciešams. Tā kā globālā enerģijas nozare paātrina pāreju uz atjaunojamo enerģiju, nepieciešamība pēc tīkla mēroga uzglabāšanas tehnoloģijām, piemēram, kriogēnas enerģijas uzglabāšanai, kļūst arvien steidzamāka. Vairākas vadošās kompānijas un nozares iniciatīvas veido ainu 2025. gadā un ir gatavas ietekmēt attīstību nākamajos gados.

Galvenais dalībnieks šajā sektorā ir Highview Power, Apvienotās Karalistē bāzēta kompānija, kas atzīta par pionieri komerciāla mēroga LAES tehnoloģijā. Highview Power ir izstrādājusi un uzstādījusi pasaulē pirmo tīkla mēroga kriogēnu enerģijas uzglabāšanas iekārtu Apvienotajā Karalistē, ar jaudu 50 MW/250 MWh. 2024. gadā uzņēmums paziņoja par plāniem paplašināt savu darbību Amerikā, ar vairākiem attīstības projektiem, tostarp 300 MWh iekārtu Vermontā. Highview Power tehnoloģija ir izstrādāta, lai nodrošinātu ilgstošu uzglabāšanu (no vairākām stundām līdz dienām), padarot to piemērotu atjaunojamās enerģijas piegādes un pieprasījuma līdzsvaram tīklā.

Vēl viena nozīmīga nozares iniciatīva nāk no Sumitomo Electric Industries, Ltd., japāņu konglomerāts ar plašu portfeli modernās enerģijas risinājumos. Sumitomo Electric ir aktīvi pētījusi un attīstījusi kriogēnās un citas modernās uzglabāšanas tehnoloģijas, izmantojot tās ekspertīzi elektroenerģijas sistēmās un tīkla integrācijā. Uzņēmums sadarbojas ar elektroenerģijas uzņēmumiem un pētniecības institūtiem Japānā un ārpus tās, lai izmēģinātu kriogēnas uzglabāšanas sistēmas, mērķējot komercializēt šos risinājumus līdz 2020. gadu beigām.

Papildus šiem līderiem citi uzņēmumi ienāk kriogēnu enerģijas uzglabāšanas tirgū. Linde, globāls rūpniecisko gāzu un inženierijas uzņēmums, pēta sinerģijas starp tās kriogēnu gāzu apstrādes ekspertīzi un enerģijas uzglabāšanas lietojumiem. Linde piedalīšanās ir paredzēta, lai paātrinātu kriogēnā uzglabāšanas infrastruktūras mērogošanu un izmaksu samazināšanu, īpaši reģionos ar izveidotiem industrial gāzu piegādes tīkliem.

Nozaru organizācijas, piemēram, Enerģijas uzglabāšanas asociācija un Starptautiskā Enerģijas aģentūra, seko kriogēnas uzglabāšanas progresam un izceļ tās potenciālo lomu elektroenerģijas sistēmu dekarbonizācijā. 2025. gadā kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmu perspektīvas ir optimistiskas, ar izmēģinājumu projektiem, kas pāriet uz komerciālām uzstādīšanām un pieaugošu interesi no elektroenerģijas uzņēmumiem, kas meklē uzticamus, ilgstošus uzglabāšanas risinājumus. Nākamo pāris gadu laikā tiek prognozēti turpmāki izmaksu samazinājumi, tehnoloģiju uzlabojumi un atbalstošas politikas struktūras, kas veicinās plašāku kriogēnu enerģijas uzglabāšanas pieņemšanu visā pasaulē.

Izmaksu analīze un izlīdzināto uzglabāšanas izmaksu analīze (LCOS)

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, pazīstamas arī kā šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšana (LAES), gūst popularitāti kā perspektīvs ilgstošas enerģijas uzglabāšanas risinājums, īpaši tīkla mēroga aplikācijām. Izmaksu analīze un izlīdzināto uzglabāšanas izmaksu (LCOS) analīze šīm sistēmām 2025. gadā un tuvākajā nākotnē tiek veidota, ņemot vērā notiekošās komerciālās uzstādīšanas, tehnoloģiju uzlabojumus un mainīgas tirgus apstākļus.

LCOS kriogēnu enerģijas uzglabāšanai ietekmē kapitāla izdevumi (CAPEX), operacionālie izdevumi (OPEX), sistēmas efektivitāte un projekta ilgums. 2025. gadā visizcilākā komerciālā izveide ir Highview Power, kas ir uzsākusi un būvē vairākas lielas mēroga LAES iekārtas Apvienotajā Karalistē un ASV. Viņu 50 MW/250 MWh Carrington iekārta Mančestrā, Apvienotajā Karalistē, kalpo kā pašreizējo izmaksu etalons. Saskaņā ar Highview Power publiskotajiem paziņojumiem, sagaidāmā LCOS viņu LAES tehnoloģijai ir no $140 līdz $200/MWh, ar prognozēm sasniegt $100/MWh vai zemāk, kad ražošanas apjomi un piegādes ķēdes pieaugs nākamo gadu laikā.

Galvenie izmaksu virzītāji ir plaša mēroga industriālo komponentu, piemēram, gaisa šķidrinātājiem un uzglabāšanas tvertnēm, izmantošana, kuriem ir nosacījumi no izveidotiem piegādes tīkliem rūpnieciskās gāzes jomā. Uzņēmumi, piemēram, Air Products and Chemicals, Inc. un Linde plc, ir galvenie kriogēnās iekārtas un gāzu piegādātāji, kas atbalsta LAES projektu mērogojamību un izmaksu samazināšanu. Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmu modulārums ļauj veikt pakāpeniskus jaudas palielinājumus, kas vēl vairāk optimizē projektu ekonomiku.

Operatīvās izmaksas ir relatīvi zemas, jo LAES sistēmām ir minimāla degradācija laika gaitā un tās nav atkarīgas no retām vai bīstamām materijām. Pašreizējo komerciālo sistēmu atpakaļceļa efektivitāte parasti ir 50–60%, kas ir zemāka par litija jonu akumulatoriem, taču to kompensē ilgāka kalpošana (20–30 gadi) un piemērotība liela apjoma, ilgstošai uzglabāšanai. Kamēr vairāk projektu tiek uzsākti, piemēram, tie, ko paziņojusi Highview Power ASV un Spānijā, tiek prognozēts, ka ekonomiska mērogošana un mācīšanās efekti samazinās gan CAPEX, gan LCOS izmaksas.

Raudzoties nākotnē, kriogēnu enerģijas uzglabāšanas izmaksu perspektīvas ir pozitīvas. Ar palielinātu uzstādīšanu, standartizāciju un integrāciju ar atjaunojamo enerģiju, nozares dalībnieki prognozē, ka LCOS tuvosies $80–$100/MWh līdz 2020. gadu beigām. Tas pozicionē kriogēnu enerģijas uzglabāšanu kā konkurētspējīgu variantu tīkla līdzsvaram, atjaunojamo integrācijai un enerģijas drošībai, it īpaši pieaugot ilgstošas uzglabāšanas vajadzībām.

Uzstādīšanas gadījumu pētījumi un izmēģinājuma projekti

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, pazīstamas arī kā šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšana (LAES), ir pārgājušas no laboratoriju koncepcijām uz reālo uzstādīšanu pēdējo desmit gadu laikā. 2025. gadā vairāki nozīmīgi izmēģinājuma projekti un komerciāla mēroga instalācijas veido nozares trajektoriju, koncentrējoties uz tīkla mēroga aplikācijām, atjaunojamo integrāciju un rūpniecisko dekarbonizāciju.

Viens no izcilākajiem uzstādījumiem ir 50 MW/250 MWh CRYOBattery™ iekārta Carringtonā, netālu no Mančestras, Apvienotajā Karalistē, ko izstrādājusi Highview Power. 2023. gadā uzsāktā šī iekārta ir pasaulē lielākā darbspējīgā LAES iekārta un kalpo kā atsauce tehnoloģijas paplašināmībai un elastībai. Šī iekārta nodrošina tīkla līdzsvara, frekvences atbildes, un rezervju pakalpojumus Apvienotās Karalistes Nacionālajā tīklā, demonstrējot kriogēnas uzglabāšanas spēju atbalstīt atjaunojamās enerģijas integrāciju un uzlabot tīkla izturību. Carringtonas projekts ir arī ievērojams ar savu modulāro dizainu, kas ļauj turpmākai jaudas palielināšanai un atkārtošanai citās vietās.

Balstoties uz Carringtonas panākumiem, Highview Power ir paziņojusi par plāniem papildu lieliem projektiem Apvienotajā Karalistē un Spānijā, mērķējot uz vairāku simtu megavatu jaudām. 2024. gadā uzņēmums nodrošināja 300 miljonu sterliņu mārciņu ieguldījumu, lai paātrinātu uzstādīšanu, ar jauniem objektiem, kas gaidāmi 2025. gadā. Šie projekti ir izstrādāti, lai nodrošinātu ilgstošu uzglabāšanu (virs 8 stundām), risinot kritisku trūkumu, ko atstājušas litija jonu baterijas un sūknētā hidroenerģija, īpaši reģionos ar ierobežotām topogrāfiskām piemērotībām tradicionālajai uzglabāšanai.

ASV Highview Power ir sadarbojusies ar Tennessee Valley Authority (TVA), lai izpētītu LAES tehnoloģijas uzstādīšanu tīkla atbalstam un atjaunojamo integrācijai. 2024. gadā pabeigtā iespēju izpēte identificēja vairākus potenciālos objektus TVA apkalpošanas rajonā, un izmēģinājuma projekti ir gaidāmi, uzsākot 2025. gada beigās. Šie projekti ir daļa no TVA plašākas stratēģijas, lai sasniegtu nulles oglekļa emisijas līdz 2050. gadam.

Citas ievērojamas attīstības ietver izmēģinājumu mēroga demonstrācijas no Siemens Energy un Air Products, abas izmantojot viņu pieredzi rūpniecisko gāzu un kriogēnās tehnikas jomā. Siemens Energy sadarbojas ar eiropiešu elektroenerģijas uzņēmumiem, lai integrētu LAES ar atjaunojamo ražošanu, kamēr Air Products pēta kriogēnas uzglabāšanas izmantošanu rūpnieciskās dekarbonizācijas un ārpus tīkla pieteikumos.

Raudzoties nākotnē, nākamajos gados tiek gaidīts straujš komerciālo uzstādīšanu pieaugums, ko virza politikas stimuli ilgstošai uzglabāšanai un pieaugošā nepieciešamība pēc tīkla elastības. Šo izmēģinājumu projektu panākumi būs izšķiroši, lai apstiprinātu kriogēnu enerģijas uzglabāšanas ekonomisko un operatīvo dzīvotspēju, atverot ceļu uz plašāku pieņemšanu globālajos enerģijas tirgos.

Politikas, regulējošie un tīkla integrācijas virzītāji

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, īpaši tās, kas balstās uz šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanas (LAES) tehnoloģiju, gūst atzinību kā tīkla mēroga risinājums ilgstošai enerģijas uzglabāšanai. 2025. gadā politikas un regulējošās struktūras vairākos reģionos attīstās, lai atbalstītu tādu sistēmu integrāciju, ko virza nepieciešamība līdzsvarot pieaugošās nepastāvīgās atjaunojamās enerģijas daļas un palielināt tīkla izturību.

Eiropas Savienībā pārskatītā Atjaunojamo enerģijas direktīva un ES “Fit for 55” pakete uzsver enerģijas uzglabāšanas nozīmi dekarbonizācijā un tīkla stabilitātē. Šīs politikas veicina atbalstošu vidi inovācijām uzglabāšanas tehnoloģijās, tai skaitā kriogēnās sistēmās. ES Inovāciju fonds un programmas Horizon Europe ir sniegušas finansējumu demonstrācijas projektiem, piemēram, 250 MWh LAES iekārtai Lielajā Mančestrā, ko izstrādājusi Highview Power, nozares līderis. Šī iekārta, kas darbojas kopš 2023. gada, ir lielākā šāda veida un kalpo kā modelis regulējumu pielāgošanai, tostarp vienkāršošanai atļauju un tīkla pieslēguma procesiem.

Apvienotajā Karalistē valdības Enerģijas drošības stratēģija un līgumi par atšķirīgām izmaksām (CfD) ir paplašināti, lai iekļautu ilgstošas uzglabāšanas tehnoloģijas. Apvienotās Karalistes Enerģijas drošības un nulles oglekļa departaments aktīvi konsultējas par tirgus mehānismiem, kas veicina ieguldījumus uzglabāšanas aktīvos, kuru ilgumi pārsniedz četras stundas, kas ir kategorija, kurā kriogēnas sistēmas izceļas. Nacionālā Tīkla ESO Nākotnes enerģijas scenāriji izceļ šādu uzglabāšanu lomu nulles emisiju mērķu sasniegšanā, un regulējošās izmaiņas tiek veiktas, lai atvieglotu to dalību kapacitātes un papildus pakalpojumu tirgos.

Amerikas Savienotajās Valstīs Enerģijas departamenta Ilgstošās uzglabāšanas Shot mērķis ir samazināt tīkla mēroga uzglabāšanas izmaksas par 90% līdz 2030. gadam, un kriogēnā uzglabāšana ir identificēta kā solīga ceļš. 2022. gada Inflācijas samazināšanas akts ieviesa ieguldījumu nodokļu atlaides neatkarīgai enerģijas uzglabāšanai, tieši labvēlīgi ietekmējot kriogēnu projektus. Highview Power ir paziņojusi par plāniem uzcelt vairākas LAES iekārtas Ziemeļamerikā, izmantojot šos stimulus un sadarbojoties ar reģionālajām pārraides organizācijām, lai nodrošinātu tīkla saderību.

Raudzoties nākotnē, regulatīvā skaidrība ap tirgus dalību, ieņēmumu kombināciju un pieslēgumu būs kritiska kriogēnu enerģijas uzglabāšanas plašai izplatīšanai. Nozares organizācijas, piemēram, Enerģijas uzglabāšanas asociācija, pauž atbalstu tehnoloģiju bezpiedāvājošiem politiskajiem risinājumiem un standartizētām tīkla integrācijas prasībām. Tā kā tīkla operatori arvien vairāk atzīst ilgstošas uzglabāšanas vērtību uzticamībai un atjaunojamās integrācijai, kriogēnu sistēmas ir gatavas ātrākai pieņemšanai nākamo gadu laikā, kas ir atkarīga no turpmāka politikas atbalsta un regulējošās pielāgošanas.

Konkurences ainava: Kriogēna pret akumulatoriem un citu uzglabāšanas risinājumu

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, īpaši tās, kas balstās uz šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanas (LAES) tehnoloģiju, kļūst par konkurētspējīgu alternatīvu tradicionālajiem akumulatoriem un citām tīkla mēroga uzglabāšanas tehnoloģijām. 2025. gadā konkurences ainavu veido litija jonu akumulatoru strauja uzstādīšana, pumpētā hidroenerģijas turpināšanās un pieaugošā interese par ilgstošas uzglabāšanas risinājumiem, lai atbalstītu atjaunojamo integrāciju un tīkla stabilitāti.

Kriogēnu enerģijas uzglabāšana izceļas ar spēju nodrošināt liela mēroga, ilgstošu uzglabāšanu – parasti 5 līdz 20 stundus vai ilgāk – padarot to piemērotu lietojumiem, kur akumulatori var būt mazāk ekonomiski vai tehniski iespējami. Atšķirībā no litija jonu akumulatoriem, kuri ierobežo ciklu kalpošanas laiks, resursu pieejamība un ugunsdrošības jautājumi, kriogēnās sistēmas izmanto bagātu gaisu kā uzglabāšanas mediju un tām ir minimālas vides riskus. Tas pozicionē kriogēnu enerģiju kā stipru pretinieku tīkla mēroga ilgstošai uzglabāšanai, jo palielinās atjaunojamo resursu iekļaušana.

Vadošais dalībnieks šajā sektorā ir Highview Power, kas ir uzsācis vairākus izmēģinājuma un komerciāla mēroga LAES projektus Apvienotajā Karalistē un aktīvi paplašinās Ziemeļamerikā un citos reģionos. 2024. gadā Highview Power paziņoja par 300 MWh LAES iekārtas būvniecību Carringtonā, Apvienotajā Karalistē, un plāno vēl lielus GWh projektus nākamajos gados. Uzņēmuma tehnoloģija ir izstrādāta, lai nodrošinātu ne tikai enerģijas uzglabāšanu, bet arī tīkla pakalpojumus, piemēram, frekvences regulēšanu un rezervju jaudu, tieši konkurējot ar akumulatoru enerģijas uzglabāšanas sistēmām (BESS).

Salīdzinājumā ar to, akumulatoru uzglabāšana – kuru dominē uzņēmumi, piemēram, Tesla un LG Energy Solution – turpina novērot straujus izmaksu samazinājumus un plašu izplatīšanu, īpaši īsa ilguma (1–4 stundu) risinājumos. Tomēr, kā tīklu operatori meklē risinājumus vairāku stundu un dienas atjaunojamas enerģijas pārvietošanai, akumulatoru ierobežojumi attiecībā uz izmaksām, degradāciju un resursu ierobežojumiem kļūst acīmredzami. Kriogēnu sistēmas, kurām prognozētās kalpošanas laiks ir vairāk nekā 30 gadi un kas nav atkarīgas no kritiskām minerālvielām, piedāvā pārliecinošu alternatīvu šīm lietojumprogrammām.

Citas uzglabāšanas tehnoloģijas, piemēram, pumpētā hidroenerģija un kompresētā gaisa enerģijas uzglabāšana (CAES), joprojām ir attiecīgas, bet saskaras ar ģeogrāfiskiem un atļaušanas ierobežojumiem. Kriogēnu sistēmas, pretēji tam, ir modulāras un var būt uzstādītas elastīgi, tostarp pilsētvidē vai industriālos apstākļos. Nozares organizācijas, piemēram, Enerģijas uzglabāšanas asociācija, atzīst ilgstošās uzglabāšanas pieaugošo lomu, un kriogēna enerģija arvien biežāk tiek iekļauta politikas diskusijās un demonstrācijas projektos.

Raudzoties uz nākamajiem pāris gadiem, tiek gaidīts, ka konkurences ainava pastiprināsies, jo valdības un elektroenerģijas uzņēmumi prioritāri seko dekarbonizācijai un tīkla izturībai. Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas ir gatavas iegūt nozīmīgu daļu no ilgstošā tirgus, jo izmaksas samazinās, mērogā pieaug un vairāk projekti pāriet no demonstrācijas uz komerciālu darbību. Sektora attīstība būs atkarīga no turpmākajiem tehnoloģiju uzlabojumiem, atbalstošām politikas struktūrām un veiksmīgu lielmēroga izplatīšanām ar tādiem līderiem kā Highview Power.

Inovāciju infrastruktūra: R&D, patenti un nākamās paaudzes materiāli

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, īpaši tās, kas balstās uz šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanu (LAES), gūst popularitāti kā perspektīvs risinājums lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām. 2025. gadā inovāciju infrastruktūra šajā nozarē ir raksturota ar aktīvu R&D, augošu patentu ainavu un jaunu materiālu izpēti, lai uzlabotu efektivitāti un paplašināmību.

Viens no vadošajiem uzņēmumiem šajā jomā ir Highview Power, kas ir pionieris komerciāla mēroga LAES iekārtās. To tehnoloģija ietver gaisa atdzišanu līdz kriogēnām temperatūrām, pašas uzglabāšanu kā šķidrumu, un pēc tam atgriešanu gāzētā formā, lai darbinātu turbīnas un ražotu elektroenerģiju, kad tas nepieciešams. Highview Power R&D centienos tiek vērsta uzmanība uz atpakaļceļa efektivitātes palielināšanu, kapitāla izmaksu samazināšanu un integrāciju ar atjaunojamās enerģijas avotiem. 2024. gadā uzņēmums paziņoja par progresu savā 50 MW/250 MWh CRYOBattery™ projektā Apvienotajā Karalistē, ar turpmākiem mērogošanas projektiem plānotiem uz 2025. gadu un pēcpārdošanas.

Patentdarba aktivitātes kriogēnu enerģijas uzglabāšanā ir intensificējušās, iesniedzot pieteikumus par inovācijām siltuma apmaiņā, šķidrināšanas ciklos un sistēmu integrācijā. Siemens Energy un Air Products un Chemicals, Inc. ir izcili savā intelektuālajā īpašumā kriogēnu procesu inženierijā un rūpniecisko gāzu apstrādē, kas tieši attiecas uz LAES sistēmām. Šie uzņēmumi izmanto savu lielo gāzes infrastruktūras pieredzi, lai izstrādātu efektīvākas un izturīgākas kriogēnu uzglabāšanas risinājumus.

Materiālu zinātne ir svarīga inovāciju joma. Nākamās paaudzes LAES sistēmas pēta progresīvus izolācijas materiālus, lai minimizētu termiskos zudumus uzglabāšanas laikā, kā arī augstas veiktspējas sakausējumus siltuma apmaiņai un spiediena tvertnēm. Linde plc, globāls līderis rūpniecisko gāzu un kriogēnās tehnoloģijā, aktīvi attīsta jaunas materiālus un sistēmas dizainus, lai uzlabotu kriogēno uzglabāšanas tvertņu un ar tām saistītās infrastruktūras izturību un efektivitāti.

Raudzoties nākotnē, inovāciju infrastruktūra tiek gaidīta, lai sniegtu pakāpeniskus uzlabojumus sistēmas efektivitātē (mērķējot uz 60% vai vairāk atpakaļceļa efektivitāti), modulārībā un izmaksu samazināšanā. Sadarbīgas R&D projekti starp tehnoloģiju nodrošinātājiem, elektroenerģijas uzņēmumiem un pētniecības institūcijām paātrina komercializācijas laiku. Nākamajos gados, visticamāk, notiks lielākas tīkla mēroga LAES iekārtas, ko atbalsta materiālu un sistēmu integrācijas uzlabojumi, nodrošinot kriogēnu enerģijas uzglabāšanu kā dzīvotspējīgu konkurentu citām ilgstošas uzglabāšanas tehnoloģijām.

Nākotnes izskats: iespējas, izaicinājumi un stratēģiskas rekomendācijas

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas, īpaši tās, kas balstās uz šķidrā gaisa enerģijas uzglabāšanu (LAES) un šķidro slāpekli, gūst popularitāti kā perspektīvs risinājums lielām, ilgstošām enerģijas uzglabāšanas vajadzībām. Tā kā globālā enerģijas nozare paātrina pāreju uz atjaunojamiem resursiem, vajadzība pēc tīkla mēroga uzglabāšanas tehnoloģijām, kas var līdzsvarot pārtraukumu piegādi, kļūst arvien steidzamāka. 2025. gadā un nākamajos gados kriogēnu enerģijas uzglabāšanas tirgus, visticamāk, piedzīvos ievērojamus attīstības brīžus, ko virzīs tehnoloģiskie uzlabojumi, politikas atbalsts un pieaugošs komerciāls intereses līmenis.

Viens no vissvarīgākajiem dalībniekiem šajā jomā ir Highview Power, Apvienotā Karalistē bāzēta kompānija, kas ir pionieris komerciāla mēroga LAES iekārtās. 2024. gadā Highview Power sāka būvēt 50 MW/300 MWh LAES iekārtu Carringtonā, netālu no Mančestras, kas kļūs par vienu no pasaules lielākajām kriogēno enerģijas uzglabāšanas projektiem pēc pabeigšanas. Uzņēmums ir paziņojis par plāniem palielināt jaudu gigavatu stacijas (GWh) klasē, mērķējot gan Apvienotās Karalistes, gan starptautiskajos tirgos. Highview Power tehnoloģija ir izcila ar spēju nodrošināt ilgstošu uzglabāšanu (no vairākām stundām līdz dienām), padarot to piemērotu tīkla līdzsvaram, atjaunojamās enerģijas integrācijai un rezerves jaudai.

Citi uzņēmumi arī ienāk šajā sektorā. Siemens Energy ir izrādījusi interesi par kriogēnu uzglabāšanu kā daļu no plašāka enerģijas uzglabāšanas risinājuma portfeļa, pētot sinerģijas ar savu pieredzi industrializētajās gāzēs un elektroenerģijas sistēmās. Tikmēr Air Liquide, globāls līderis industrializētajās gāzēs, pēta kriogēnu uzglabāšanas integrāciju ar esošo infrastruktūru, izmantojot savu pieredzi šķidrināšanā un kriogēniskos risinājumos.

Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmu perspektīvas ir veidotas ar vairākām iespējām. Pirmkārt, tehnoloģijas mērogojamība un bagātu, netoksisku materiālu (galvenokārt gaisa) izmantošana padara to pievilcīgu lielām uzstādīšanām. Otrkārt, spēja īstenot LAES iekārtas netālu no esošām enerģētikas infrastruktūrām vai atjaunojamās energenēras centrēm piedāvā elastību un potenciālās izmaksu ietaupījumus. Treškārt, kad valdības un tīklu operatori cenšas dekarbonizēt elektroenerģijas sistēmas, ilgstoša uzglabāšana tiek arvien vairāk atzīta par vitāli svarīgu uzticamībai un izturībai.

Tomēr izaicinājumi joprojām pastāv. Kriogēnu enerģijas uzglabāšanas atpakaļceļa efektivitāte (parasti 50–60%) ir zemāka nekā litija jonu akumulatoru, tomēr turpinātas R&D centienus mērķus uzlabot šo rādītāju. Kapitāla izmaksas joprojām ir relatīvi augstas, un komerciālā maksātnespēja ir atkarīga no tālākiem pierādījumiem par operacionālo sniegumu un izmaksu samazinājumu. Regulējošās struktūras un tirgus mehānismi, kas vērtē ilgstošu uzglabāšanu, joprojām attīstās, kas var ietekmēt projekta finansēšanu un ieņēmumu plūsmas.

Stratēģiskas rekomendācijas iesaistītajām pusēm ietver: investīcijas izmēģinājuma un demonstrācijas projektos, lai apstiprinātu veiktspēju mērogā; veicināt partnerattiecības starp tehnoloģiju piegādātājiem, elektroenerģijas uzņēmumiem un rūpnieciskajām gāzēm; un paužam atbalstu politikas struktūrām, kas atzīst ilgstošas uzglabāšanas unikālo vērtību. Tiek paredzēts, ka kā sektors nobriest, kriogēnu enerģijas uzglabāšanas sistēmas ieņems būtisku lomu elastīgas, zema oglekļa enerģijas nākotnes nodrošināšanā.

Avoti un atsauces

• Siemens Energy
• Enerģijas uzglabāšanas asociācija
• Linde
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Linde
• Enerģijas uzglabāšanas asociācija
• Starptautiskā Enerģijas aģentūra
• LG Energy Solution
• Air Liquide