Крио-энергетические системы хранения в 2025 году: трансформация устойчивости сети и интеграция возобновляемых источников энергии с технологиями жидкого воздуха нового поколения. Узнайте, как криогенное хранение ускорит глобальный переход к энергетике.
- Исполнительное резюме и ключевые выводы
- Размер рынка, темпы роста и прогнозы на 2025–2030 годы
- Ключевые технологии: жидкий воздух, криогенные резервуары и интеграция систем
- Ведущие компании и инициативы в отрасли (например, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
- Анализ затрат и нормализованная стоимость хранения (LCOS)
- Кейс-стадии внедрения и пилотные проекты
- Политические, регуляторные и сетевые факторы
- Конкурентная среда: крио против батарей и других решений для хранения
- Инициативы в области инноваций: НИОКР, патенты и материалы нового поколения
- Будущие перспективы: возможности, вызовы и стратегические рекомендации
- Источники и ссылки
Исполнительное резюме и ключевые выводы
Крио-энергетические системы хранения, также известные как криогенное хранение энергии (CES), представляют собой перспективное решение для масштабного, длительного хранения энергии, особенно по мере того, как сети по всему миру интегрируют все большие объемы переменной возобновляемой энергии. Эти системы хранят энергию, сжижаючи воздух или другие газы при очень низких температурах, а затем освобождают ее, регазифицируя жидкость для привода турбин и генерации электроэнергии. По состоянию на 2025 год сектор переходит от пилотных проектов к ранним коммерческим реализации, с несколькими ключевыми игроками и демонстрационными предприятиями, формирующими рыночную перспективу.
Значимым событием в секторе является ввод в эксплуатацию крупнейшей в мире установки для хранения энергии на базе жидкого воздуха (LAES) в Каррингтоне, Великобритания, компанией Highview Power. Эта установка мощностью 50 МВт/250 МВтч, работающая с 2023 года, служит коммерческим доказательством концепции и привлекла внимание поставщиков электроэнергии и операторов сетей, которые ищут альтернативы литий-ионным батареям для длительного хранения. Highview Power также продвигает планы по созданию дополнительных проектов в Великобритании и Испании, создавая многогигаваттные системы, и объявила о партнерствах с крупными энергетическими компаниями для ускорения внедрения.
В Соединенных Штатах компания Highview Power объявила о намерениях построить установку LAES мощностью 300 МВтч в Вермонте, поддерживаемую государственным и федеральным финансированием, с вводом в эксплуатацию, запланированным на 2026 год. В это время Siemens Energy и Air Products ведут исследования по интеграции криогенного хранения с промышленной газовой и водородной инфраструктурой, используя свой опыт в области криогеники и крупномасштабного процессного проектирования.
Ключевые выводы для 2025 года и ближайших перспектив включают:
- Коммерческое крио-энергетическое хранение теперь технически доказано, установка в Каррингтоне демонстрирует коэффициенты полезного действия на уровне 50–60% и времена хранения от нескольких часов до нескольких дней.
- Конкуренция по затратам улучшается, ожидается, что капитальные затраты на системы LAES опустятся ниже $500/кВтч к 2027 году, что сделает их привлекательными для сетевых приложений, где важны продолжительность и гибкость.
- Крупные поставщики электроэнергии и операторы сетей в Европе и Северной Америке активно оценивают CES как часть своих стратегий декарбонизации и устойчивости сетей, с несколькими процессами закупок в рамках.
- Поддержка политики, включая реформы рыночной способности и стимулы для хранения длительного времени, ускоряет проекты, особенно в Великобритании, ЕС и нескольких штатах США.
- Продолжающиеся НИОКР со стороны таких компаний, как Highview Power, Siemens Energy и Air Products, сосредоточены на повышении эффективности, снижении затрат и интеграции CES с возобновляемыми источниками энергии и промышленными процессами.
В заключение, крио-энергетические системы хранения готовы к значительному росту во второй половине 2020-х годов, с ранними коммерческими реализациями, задающими основу для более широкого применения в рамках глобального энергетического перехода.
Размер рынка, темпы роста и прогнозы на 2025–2030 годы
Крио-энергетические системы хранения, также известные как криогенное хранение энергии (CES) или хранение энергии на основе жидкого воздуха (LAES), становятся перспективным решением для масштабного, длительного хранения энергии. Эти системы хранят энергию, сжижаючи воздух или другие газы при очень низких температурах, а затем отвешивают накопленную энергию, регазифицируя жидкость для привода турбин. По состоянию на 2025 год глобальный рынок крио-энергетического хранения находится на ранней стадии коммерциализации, но готов к значительному росту в течение следующих пяти лет, что обусловлено растущей интеграцией возобновляемых источников энергии, потребностями в гибкости сетей и целями декарбонизации.
Установленный объем крио-энергетического хранения все еще относительно мал по сравнению с другими технологиями хранения, с лишь несколькими коммерческими проектами в эксплуатации. Особенно следует отметить компанию Highview Power, базирующуюся в Великобритании, которая признается мировым лидером в этом секторе. Highview Power ввела в эксплуатацию первый в мире завод по хранению энергии на основе жидкого воздуха на сетевом уровне в Бери, Великобритания, мощностью 5 МВт/15 МВтч и в настоящее время разрабатывает значительно более крупные проекты, включая установку мощностью 50 МВт/250 МВтч в Каррингтоне, недалеко от Манчестера, которую ожидается ввести в эксплуатацию к 2025 году. Компания также объявила о планах по дополнительным проектам в Соединенных Штатах и Испании, сигнализируя о международной экспансии и растущем доверии со стороны инвесторов.
Прогнозы рынка на 2025–2030 годы предполагают сложный среднегодовой темп роста (CAGR) на уровне двузначных чисел, при этом общая установленная мощность ожидается на уровне нескольких гигаватт-часов к 2030 году. Этот рост поддерживается растущей политической поддержкой для хранения длительной энергии на ключевых рынках, таких как Великобритания, США и части Европы. К примеру, правительство Великобритании включило долгосрочное хранение в свою энергетическую стратегию, а Министерство энергетики США запустило инициативы для ускорения коммерциализации технологий, таких как LAES. Отраслевые организации, такие как Ассоциация хранения энергии и Европейская ассоциация хранения энергии отмечают криогенное хранение как ключевую составляющую для надежности сетей и интеграции возобновляемых источников.
Хотя компания Highview Power остается самым заметным игроком, другие компании также входят в данную сферу. Siemens Energy проявила интерес к криогенному хранению в рамках своего более широкого портфолио хранения энергии, а партнерства между поставщиками технологий и утилитами ожидаются для ускорения внедрения. В следующие несколько лет ожидается переход от демонстрационных проектов к коммерческим установкам, с прогнозируемым размером рынка от $1 до $2 миллиардов к 2030 году, в зависимости от политики, технологических затрат и финансирования проектов.
В заключение, рынок крио-энергетического хранения готов к прочному росту с 2025 года и далее, с увеличением объявлений о проектах, поддерживающими политическими рамками и растущим признанием роли технологии, обеспечивающей низкоуглеродную и надежную энергетическую систему.
Ключевые технологии: жидкий воздух, криогенные резервуары и интеграция систем
Крио-энергетические системы хранения, особенно те, которые используют жидкий воздух или жидкий азот, набирают популярность как перспективное решение для масштабного, длительного хранения энергии. Ключевые технологии, лежащие в основе этих систем, включают производство и хранение криогенных жидкостей, передовые криогенные резервуары и интеграцию этих компонентов в решения по хранению энергии на уровне сети. По состоянию на 2025 год несколько ключевых разработок и внедрений формируют траекторию сектора.
В самой основе крио-энергетического хранения лежит процесс сжигания воздуха или азота при крайне низких температурах (ниже -196°C для азота), хранение его в изолированных криогенных резервуарах, а затем регазификация для привода турбин и генерации электроэнергии по мере необходимости. Этот процесс по своей природе масштабируем и не зависит от ограниченных географических ресурсов, что делает его привлекательным для применения в сетях.
Одним из самых заметных игроков в этой области является компания Highview Power, базирующаяся в Великобритании, которая стала пионером технологии хранения энергии на основе жидкого воздуха (LAES) на коммерческой основе. Системы Highview Power используют оборудование для сжигания промышленных газов, надежные криогенные резервуары и запатентованные системы теплообмена и восстановления энергии. Их флагманский проект, установка в Каррингтоне, недалеко от Манчестера, предназначена для обеспечения хранения мощностью 50 МВт/250 МВтч, при этом коммерческая работа ожидается в 2025 году. Технологическая дорожная карта компании включает модульные системы, которые можно масштабировать до сотен мегаватт, нацеливаясь как на балансировку сети, так и на интеграцию возобновляемых источников.
Криогенная заводская технология является критическим фактором для этих систем. Такие компании, как Chart Industries и Linde, являются мировыми лидерами в проектировании и производстве криогенных резервуаров большого объема. Эти резервуары должны поддерживать исключительно низкие температуры с минимальными потерями от испарения, что требует использования передовых изоляционных материалов и строительных технологий. Последние достижения включают использование многослойной вакуумной изоляции и улучшенные геометрии резервуаров для повышения тепловой эффективности и безопасности.
Интеграция системы является еще одной областью быстрого прогресса. Интеграция крио-энергетического хранения с возобновляемой генерацией, программным обеспечением для управления сетями и рынками вспомогательных услуг необходима для коммерческой жизнеспособности. Например, компания Highview Power сотрудничает с утилитами и операторами передачи, чтобы продемонстрировать гибкость и надежность LAES в условиях реальной сети. Кроме того, партнерства с поставщиками промышленных газов, такими как Air Products, упрощают совместное размещение криогенного хранения с существующей инфраструктурой по производству и распределению газа, что снижает затраты и ускоряет внедрение.
Смотрев вдаль, перспективы для крио-энергетических систем хранения в 2025 году и далее позитивны, с несколькими крупномасштабными проектами, находящимися в разработке в Европе, Северной Америке и Азии. Ожидается, что продолженные инновации в материалах криогенных резервуаров, интеграции систем и эффективности процессов приведут к снижению затрат и расширению диапазона применений, что поставит крио-энергетическое хранение в качестве ключевой технологии в переходе к низкоуглеродной энергетической системе.
Ведущие компании и инициативы в отрасли (например, highviewpower.com, sumitomoelectric.com)
Крио-энергетические системы хранения, также известные как хранение энергии на основе жидкого воздуха (LAES), набирают популярность как перспективное решение для масштабного, длительного хранения энергии. Эти системы используют избыток электроэнергии для сжигания воздуха, который затем хранится при низких температурах и позже разряжается, чтобы привезти турбины и генерировать электроэнергию по мере необходимости. Поскольку глобальный энергетический сектор ускоряет свой переход к возобновляемым источникам, потребность в технологиях хранения на уровне сети, таких как криогенное хранение энергии, становится все более актуальной. Несколько ведущих компаний и инициатив в отрасли формируют ландшафт в 2025 году и готовы влиять на развитие в следующие годы.
Ключевым игроком в этом секторе является Highview Power, компания из Великобритании, признанная пионером технологии хранения энергии на основе жидкого воздуха (LAES) на коммерческой основе. Highview Power разработала и внедрила первый в мире завод по криогенной энергии на уровне сети в Великобритании мощностью 50 МВт/250 МВтч. В 2024 году компания объявила о планах расширения своего присутствия в США, с несколькими проектами в разработке, включая установку мощностью 300 МВтч в Вермонте. Технология Highview Power предназначена для обеспечения хранения длительного времени (от нескольких часов до дней), что делает ее подходящей для балансировки предложения и спроса на возобновляемую энергию в сетях.
Другой значительной инициативой в отрасли является Sumitomo Electric Industries, Ltd., японский конгломерат с широким портфолио в области передовых энергетических решений. Sumitomo Electric активно исследует и разрабатывает криогенные и другие передовые технологии хранения, используя свой опыт в системах электроснабжения и интеграции сетей. Компания сотрудничает с утилитами и исследовательскими учреждениями в Японии и за рубежом, чтобы осуществить пилотные криогенные системы хранения, с целью коммерциализации этих решений к концу 2020-х годов.
Помимо этих лидеров, другие компании также выходят на рынок крио-энергетического хранения. Linde, глобальная компания по производству промышленных газов и инженерии, изучает синергии между своей экспертизой в обращении с криогенными газами и приложениями для хранения энергии. Участие Linde ожидается ускорить масштабирование и сокращение затрат на криогенную инфраструктуру, особенно в регионах с установленными цепями поставок промышленных газов.
Отраслевые организации, такие как Ассоциация хранения энергии и Международное энергетическое агентство, отслеживают прогресс криогенного хранения и подчеркивают его потенциальную роль в декарбонизации энергетических систем. По состоянию на 2025 год перспективы для крио-энергетических систем хранения оптимистичны, с переходом пилотных проектов к коммерческим реализациям и растущим интересом со стороны утилит, стремящихся к надежным решениям для хранения на длительный срок. В следующие несколько лет ожидается дальнейшее снижение затрат, улучшение технологий и поддерживающие политические рамки, которые должны способствовать более широкой интеграции криогенного хранения энергии во всем мире.
Анализ затрат и нормализованная стоимость хранения (LCOS)
Крио-энергетические системы хранения, также известные как хранение энергии на основе жидкого воздуха (LAES), становятся популярными как обещающее решение для длительного хранения энергии, особенно для приложений на уровне сети. Анализ затрат и нормализованная стоимость хранения (LCOS) для этих систем в 2025 году и ближайшем будущем формируются текущими коммерческими реализациями, улучшением технологий и изменяющимися рыночными условиями.
LCOS для крио-энергетического хранения зависит от капитальных затрат (CAPEX), эксплуатационных затрат (OPEX), эффективности системы и срока службы проекта. По состоянию на 2025 год самым заметным коммерческим внедрением является проект компании Highview Power, которая ввела в эксплуатацию и строит несколько крупных установок LAES в Великобритании и США. Их установка в Каррингтоне мощностью 50 МВт/250 МВтч служит ориентиром для текущих затрат. Согласно публичным заявлениям компании Highview Power, ожидаемая LCOS их технологии LAES находится в диапазоне $140–$200/MВтч, с прогнозами, что она достигнет $100/MВтч и ниже по мере масштабирования производства и созревания цепей поставок в следующие несколько лет.
Ключевыми факторами затрат являются использование стандартных промышленных компонентов, таких как воздухоочистители и резервуары для хранения, которые выигрывают от развитых цепей поставок в промышленном газовом секторе. Такие компании, как Air Products и Chemicals, Inc. и Linde plc, являются основными поставщиками криогенного оборудования и газов, поддерживая масштабирование и снижение затрат на проекты LAES. Модульность крио-энергетических систем хранения позволяет осуществлять поэтапное добавление мощностей, что может дополнительно оптимизировать экономику проектов.
Эксплуатационные затраты относительно низкие, поскольку системы LAES имеют минимальное деградацию со временем и не зависят от редких или опасных материалов. Коэффициент полезного действия текущих коммерческих систем обычно составляет 50–60%, что ниже, чем у литий-ионных батарей, но компенсируется более долгим сроком службы (20–30 лет) и пригодностью для крупных длительных хранилищ. По мере выхода на рынок большего числа проектов, таких как те, что были анонсированы компанией Highview Power в США и Испании, ожидается, что эффект масштаба и обучающие эффекты позволят снизить как CAPEX, так и LCOS.
Смотрев вперед, прогноз для крио-энергетических затрат выглядит позитивно. С увеличением внедрения, стандартизации и интеграции с возобновляемыми источниками энергии, участники рынка ожидают, что LCOS приблизится к $80–$100/MВтч к концу 2020-х годов. Это ставит крио-энергетическое хранение в качестве конкурентоспособного варианта для балансировки сетей, интеграции возобновляемых источников и энергетической безопасности, особенно по мере роста потребности в длительном хранении.
Кейс-стадии внедрения и пилотные проекты
Крио-энергетические системы хранения, также известные как хранение энергии на основе жидкого воздуха (LAES), прошли путь от лабораторных концепций до реального внедрения за последнее десятилетие. По состоянию на 2025 год несколько высокопрофильных пилотных проектов и коммерческих установок формируют траекторию сектора, с акцентом на масштабные приложения, интеграцию возобновляемых источников и декарбонизацию промышленности.
Значительным внедрением является установка мощностью 50 МВт/250 МВтч CRYOBattery™ в Каррингтоне, недалеко от Манчестера, Великобритания, разработанная компанией Highview Power. Введенная в эксплуатацию в 2023 году, эта установка является самой крупной в мире действующей LAES и служит примером масштабируемости и гибкости технологии. Установка предоставляет услуги по балансировке сети, реагированию на частоту и запасные услуги для Национальной сети Великобритании, демонстрируя способность криогенного хранения поддерживать интеграцию возобновляемой энергии и повышать устойчивость сетей. Проект в Каррингтоне также примечателен своим модульным дизайном, который позволяет осуществлять дальнейшее расширение мощностей и репликацию на других площадках.
Основываясь на успехе в Каррингтоне, компания Highview Power объявила о планах по запуску дополнительных крупномасштабных проектов в Великобритании и Испании, нацеливаясь на мощности в несколько сотен мегаватт-часов. В 2024 году компания обеспечила инвестиции в размере £300 миллионов для ускорения внедрения, с новыми площадками, ожидающими начала строительства в 2025 году. Эти проекты нацелены на обеспечение длительного хранения (более 8 часов), что адресует критически важные пробелы, оставленные литий-ионными батареями и насосным гидроаккумулированием, особенно в регионах с ограниченной топографической пригодностью для традиционного хранения.
В Соединенных Штатах компания Highview Power сотрудничает с Tennessee Valley Authority (TVA) для изучения внедрения технологии LAES для поддержки сетей и интеграции возобновляемых источников. В 2024 году завершено исследование осуществимости, которое выявило несколько потенциальных площадок в зоне обслуживания TVA, где пилотные проекты ожидаются к началу 2025 года. Эти инициативы являются частью широкой стратегии TVA по достижению нулевых выбросов углерода к 2050 году.
Другие значительные разработки включают пилотные демонстрации от Siemens Energy и Air Products, обе компании используют свой опыт в области промышленных газов и криогеники. Siemens Energy сотрудничает с европейскими утилитами для интеграции LAES с возобновляемой генерацией, в то время как Air Products исследует использование криогенного хранения для декарбонизации промышленности и оффгридных приложений.
Смотрев вперед, в следующие несколько лет ожидается резкое увеличение коммерческих реализций, обусловленное политическими стимулами для длительного хранения и растущей необходимостью гибкости в сетях. Успех этих пилотных проектов будет критически важным для подтверждения экономической и операционной жизнеспособности крио-энергетического хранения, прокладывая путь к более широкому принятию на глобальных энергетических рынках.
Политические, регуляторные и сетевые факторы
Крио-энергетические системы хранения, особенно те, которые основаны на технологии жидкого воздуха (LAES), набирают популярность как решение на уровне сети для длительного хранения энергии. По состоянию на 2025 год политические и регуляторные рамки в нескольких регионах развиваются для поддержки интеграции таких систем, что обусловлено необходимостью балансировки растущей доли переменной возобновляемой энергии и повышения устойчивости сети.
В Европейском Союзе пересмотренная Директива о возобновляемой энергии и пакет «Fit for 55» ЕС подчеркивают важность хранения энергии для декарбонизации и стабильности сети. Эти политики создают поддерживающую среду дляinnovative storage technologies, включая криогенные системы. Фонд инноваций ЕС и программы Horizon Europe предоставили финансирование для демонстрационных проектов, таких как LAES мощностью 250 МВтч в Большом Манчестере, разработанном компанией Highview Power, ведущей компанией в этом секторе. Эта установка, работающая с 2023 года, является самой крупной в своем роде и служит образцом для адаптации законодательства, включая упрощение процессов получения разрешений и подключения к сети.
В Великобритании Энергетическая стратегия безопасности правительства и схема Контрактов на разницу (CfD) были расширены для включения технологии длительного хранения. Министерство безопасности в энергетике и чистых нулевых выбросах Великобритании активно консультирует по рыночным механизмам для стимуляции инвестиций в активы хранения с длительностью хранения более четырех часов, где криогенные системы превосходны. Будущие сценарии Национальной сети ESO подчеркивают роль такого хранения в достижении целей по чистому нулю, и вносится изменение в законодательство, чтобы упростить их участие на рынках мощности и вспомогательных услуг.
В Соединенных Штатах Долгосрочная программа хранения Министерства энергетики нацелена на снижение затрат на сетевое хранение на 90% к 2030 году, при этом криогенное хранение определяется как перспективный путь. Акт о снижении инфляции 2022 года внедрил налоговые льготы для независимого хранения энергии, что прямо выгодно проектам криогенного хранения. Highview Power объявила о планах на несколько установок LAES в Северной Америке, учитывая эти стимулы и работая с региональными организациями передачи для обеспечения совместимости с сетью.
Смотрев вперед, регуляторная ясность относительно участия на рынке, получения дохода и подключения будет критически важна для широкого внедрения крио-энергетического хранения. Отраслевые организации, такие как Ассоциация хранения энергии, выступают за технологически нейтральные политики и стандартизированные требования к интеграции с сетью. Поскольку операторы сетей все чаще признают ценность длительного хранения для надежности и интеграции возобновляемых источников, крио-энергетические системы готовы к ускоренному внедрению в ближайшие несколько лет, при условии продолжения поддержки политики и регуляторной адаптации.
Конкурентная среда: крио против батарей и других решений для хранения
Крио-энергетические системы хранения, особенно те, которые основаны на технологии жидкого воздуха (LAES), становятся конкурентоспособной альтернативой традиционным батареям и другим технологиям хранения на уровне сети. По состоянию на 2025 год конкурентная среда формируется быстрым внедрением литий-ионных батарей, продолжающейся актуальностью насосного гидроаккумулирования и растущим интересом к решениям для длительного хранения для поддержки интеграции возобновляемых источников и стабильности сети.
Крио-энергетическое хранение выделяется своей способностью предоставлять крупномасштабное, длительное хранение — обычно в диапазоне от 5 до 20 часов или более — что делает его подходящим для приложений, где батареи могут быть менее экономичными или технически осуществимыми. В отличие от литий-ионных батарей, которые ограничены сроком службы, доступностью ресурсов и проблемами с безопасностью, крио-системы используют обильный воздух в качестве транспортного средства для хранения и имеют минимальные экологические риски. Это ставит крио-энергетику в качестве сильного конкурента для хранения на уровне сети длительного времени, особенно по мере увеличения проникновения возобновляемых источников.
Ведущим игроком в этой сфере является Highview Power, которая ввела в эксплуатацию несколько пилотных и коммерческих установок LAES в Великобритании и активно расширяется в Северной Америке и других регионах. В 2024 году Highview Power объявила о строительстве установки мощностью 300 МВтч в Каррингтоне, Великобритания, с планами на дальнейшие многогигаваттные проекты в ближайшие годы. Технология компании предназначена не только для хранения энергии, но и для предоставления сетевых услуг, таких как регулирование частоты и резервная мощность, что делает ее конкурентом для систем хранения энергии на батареях (BESS).
В то время как зарядные батареи, преимущественно контролируемые компаниями, такими как Tesla и LG Energy Solution, продолжают наблюдать резкое снижение цен и широкое внедрение, особенно для краткосрочных приложений (1–4 часа). Однако, когда операторы сетей ищут решения для многочасовой и ежедневной транспортировки возобновляемой энергии, ограничения батарей по затратам, деградации и ограничениям ресурсов становятся более очевидными. Крио-энергетические системы, со сроками службы более 30 лет и без зависимости от критически важных минералов, предлагают убедительную замену для этих случаев.
Другие технологии хранения, такие как насосное хокумулирование и хранение сжатого воздуха (CAES), остаются актуальными, но сталкиваются с географическими и разрешительными ограничениями. Крио-энергетические системы, в отличие от этого, являются модульными и могут быть размещены гибко, включая в городских или промышленных условиях. Отраслевые организации такие, как Ассоциация хранения энергии, признают растущую роль длительного хранения, при этом крио-энергетика все чаще упоминается в политических обсуждениях и демонстрационных проектах.
Смотрев вперёд в ближайшие несколько лет, ожидается, что конкурентная среда станет более напряженной, поскольку правительства и утилиты выделяют приоритет декарбонизации и устойчивости сети. Крио-энергетические системы готовы захватить значительную долю рынка длительного хранения, особенно по мере снижения затрат с масштабированием и перехода большего количества проектов от демонстрации к коммерческой эксплуатации. Траектория сектора будет зависеть от дальнейшего улучшения технологий, поддерживающих политических рамок и успешных крупномасштабных внедрений таких лидеров, как Highview Power.
Инициативы в области инноваций: НИОКР, патенты и материалы нового поколения
Крио-энергетические системы хранения, особенно те, которые основаны на технологии жидкого воздуха (LAES), набирают популярность как перспективное решение для масштабного, длительного хранения энергии. По состоянию на 2025 год инициатива по инновациям в этом секторе характеризуется активным НИОКР, растущим количеством патентов и исследованиями продвинутых материалов для повышения эффективности и масштабируемости.
Одной из ведущих компаний в этой сфере является Highview Power, которая стала пионером в области коммерческих установок LAES. Их технология включает охлаждение воздуха до криогенных температур, хранение его в жидком состоянии и затем регазификацию для привода турбин и генерации электроэнергии по мере необходимости. Исследования и разработки Highview Power сосредоточены на увеличении коэффициента полезного действия, снижении капитальных затрат и интеграции с возобновляемыми источниками энергии. В 2024 году компания объявила о прогрессе в проекте CRYOBattery™ мощностью 50 МВт/250 МВтч в Великобритании, с планами по дальнейшим проектам масштабирования на 2025 год и позже.
Патентная активность в крио-энергетическом хранении усилилась, с подачами, охватывающими инновации в теплообмене, циклах сжижения и интеграции систем. Siemens Energy и Air Products and Chemicals, Inc. выделяются своими интеллектуальными собственностями в области криогенной инженерии процессов и обращения с промышленными газами, которые напрямую применимы к системам LAES. Эти компании используют свой опыт в области крупномасштабной газовой инфраструктуры для разработки более эффективных и надежных решений для криогенного хранения.
Научные материалы являются ключевой областью инноваций. Системы LAES следующего поколения исследуют продвинутые изоляционные материалы для минимизации тепловых потерь во время хранения, а также высокопроизводительные сплавы для теплообменников и сосудов для давления. Linde plc, мировой лидер в области промышленных газов и криогеники, активно разрабатывает новые материалы и проектирование систем для повышения прочности и эффективности криогенных резервуаров и сопутствующей инфраструктуры.
Смотрев вперед, ожидается, что инициатива по инновациям принесет поэтапные улучшения в эффективности систем (станет выше 60% по коэффициенту полезного действия), модульности и снижении затрат. Совместные НИОКР между поставщиками технологий, утилитами и исследовательскими учреждениями ускорят сроки коммерциализации. В следующие несколько лет ожидается развертывание более крупных установок LAES на уровне сети, поддерживаемых достижениями в области материалов и интеграции систем, что поставит крио-энергетическое хранение в качестве жизнеспособного соперника другим технологиям длительного хранения.
Будущие перспективы: возможности, вызовы и стратегические рекомендации
Крио-энергетические системы хранения, особенно те, которые основаны на технологии жидкого воздуха (LAES) и жидкого азота, набирают популярность как перспективное решение для масштабного, длительного хранения энергии. Поскольку глобальный энергетический сектор ускоряет свой переход к возобновляемым источникам, потребность в технологиях хранения на уровне сети, которые могут уравновесить переменные поставки, становится все более актуальной. В 2025 году и в последующие годы ожидается значительное развитие рынка крио-энергетического хранения, обусловленное технологическими достижениями, поддержкой политики и растущим коммерческим интересом.
Одним из самых заметных игроков в этой области является Highview Power, компания из Великобритании, ставшая пионером в области коммерческих установок LAES. В 2024 году Highview Power начала строительство установки мощностью 50 МВт/300 МВтч в Каррингтоне, недалеко от Манчестера, которая станет одной из крупнейших криогенных энергетических проектов в мире после завершения. Компания объявила о планах масштабироваться до систем гигаватт-часового (GWh) класса, ориентируясь как на рынок Великобритании, так и на международные рынки. Технология Highview Power примечательна своей способностью обеспечивать длительное хранение (от нескольких часов до дней), что делает ее подходящей для балансировки сети, интеграции возобновляемых источников и резервного источника энергии.
Другие компании также входят в этот сектор. Siemens Energy проявила интерес к криогенному хранению в рамках своего более широкого портфолио решений для хранения энергии, изучая синергии с своим опытом в области промышленных газов и электросистем. Тем временем, Air Liquide, мировой лидер в промышленном газе, исследует интеграцию криогенного хранения с его существующей инфраструктурой, используя свой опыт в области сжижения и криогеники.
Перспективы крио-энергетических систем хранения формируются рядом возможностей. Во-первых, масштабируемость технологии и использование обильных, нетоксичных материалов (в основном воздуха) делают ее привлекательной для масштабного внедрения. Во-вторых, способность размещать установки LAES рядом с существующей энергетической инфраструктурой или центрами возобновляемой генерации предлагает гибкость и потенциальную экономию затрат. В-третьих, поскольку правительства и операторы сетей стремятся декарбонизировать электрические системы, долговременное хранение все больше признается как необходимое для надежности и устойчивости.
Тем не менее, остаются текущие вызовы. Коэффициент полезного действия крио-энергетического хранения (обычно 50–60%) ниже, чем у литий-ионных батарей, хотя продолжающиеся НИОКР направлены на его улучшение. Капитальные затраты все еще относительно высоки, а коммерческая финансируемость зависит от дальнейшей демонстрации эксплуатационных показателей и снижения затрат. Регуляторные рамки и рыночные механизмы, которые оценивают долгосрочное хранение, все еще развиваются, что может повлиять на финансирование проектов и доходные потоки.
Стратегические рекомендации для заинтересованных сторон включают: инвестиции в пилотные и демонстрационные проекты для верификации производительности в большом масштабе; содействие партнерствам между поставщиками технологий, производителями и компаниями, работающими с промышленными газами; и поддержку правительственных рамок, которые признают уникальную ценность долгосрочного хранения. По мере взросления сектора крио-энергетические системы, вероятно, сыграют критическую роль в обеспечении гибкой, низкоуглеродной энергетической будущего.
Источники и ссылки
- Siemens Energy
- Ассоциация хранения энергии
- Linde
- Sumitomo Electric Industries, Ltd.
- Linde
- Ассоциация хранения энергии
- Международное энергетическое агентство
- LG Energy Solution
- Air Liquide
