Heimild: dialogue.earth
Gabriel Boric, forseti Chile (í miðju) við vígslu orkugeymsluverksmiðju í norðurhluta Antofagasta í apríl 2024. Í Chile eru sterkar aðstæður fyrir vind- og sólarorku og leitast við geymslu til að hjálpa til við að vinna bug á hléum framboði (Mynd: Ximena Navarro / Dirección de Prensa, Presidencia de la República de Chile)
Endurnýjanleg orka er nútíð og framtíð Suður-Ameríku.
Árið 2023 framleiddi svæðið 64% af raforku sinni með hreinum uppsprettum, langt yfir heimsmeðaltali sem er 39%. Þegar framleiðslan heldur áfram að aukast eykst þörfin á að geyma þessa orku samhliða henni.
„Einfaldlega sagt, ástæðan fyrir því að geyma raforku er sú að þú getur ákveðið hvenær þú notar hana,“ útskýrir Claudio Seebach, deildarforseti vísinda- og verkfræðideildar Adolfo Ibáñez háskólans í Santiago, Chile. „Það er hægt að geyma orku þar sem eftirspurnin er mest – hún leysir hið eðlilega ójafnvægi milli augnablika framboðs og eftirspurnar.
Þetta er sérstaklega mikilvægt í endurnýjanlegum geiranum, þar sem sólar- og vindframleiðsla veitir hreint, en með hléum orku: þegar sólin skín ekki eða vindur lækkar hættir framleiðslan með því.
Chile, þar sem orkusamsetningin hefur eitt mesta hlutfall vind- og sólarorku á svæðinu, er skýrt dæmi um þær áskoranir sem þessar dýfur geta skapað.
Landið nýtur góðs af einstökum landafræði og loftslagi: í norðri státar Atacama-eyðimörkin af hæsta magni sólargeislunar á jörðinni og lengst í suðri í Patagóníu er Síle undir högg að sækja af sterkustu vindum jarðar.
En stundum telja þessir eiginleikar líka á móti því. Í hálft árið sest sólin á svipuðum tíma um allt það mjóa landsvæði sem hún tekur á strandlengju Suður-Ameríku, og skapar tafarlausa þörf fyrir orkugeymslu – geira þar sem landið er nú þegar að taka framförum, með því að hleypa af stokkunum metnaðarfullum markmið, aðferðir til að hvetja til fjárfestingar í tækni og mörg verkefni sem þegar eru á netinu og í burðarliðnum.
Valkostir fyrir orkugeymslu
Í dag er hægt að geyma orku á marga vegu, þar á meðal með því að nota stórar rafhlöður, sem geta geymt rafmagn áður en henni er dælt aftur inn í landsnet. Þrátt fyrir að litíumjónarafhlöður séu skilvirkustu á markaðnum gæti víðtækari notkun blý- eða natríumvalkosta verið handan við hornið.
Tæknimenn hjá Tesvolt, fyrstu rafhlöðu 'gigafactory' Evrópu með aðsetur í Þýskalandi, sem sérhæfir sig í geymslulausnum fyrir sólar- og vindknúin raforkukerfi (Mynd: Waltraud Grubitzsch / dpa / Alamy)
„Geymsla rafhlöðu er skilvirk, en mjög skammvinn,“ segir Enzo Sauma, prófessor í iðnaðar- og kerfisverkfræði við Páfagarðs-kaþólska háskólann í Chile. "Ef þú geymir orku í rafhlöðu einn mánuðinn og vilt nota hana þann næsta, þá verður ekkert þar því orkan dreifist. En þú getur notað orkuna á mjög hagkvæman hátt með því að geyma hana á degi þar sem er mikið sólarljós og slepptu því síðan á einni nóttu."
Langtímavalkostir hafa reynst dýrari. Vatnsafl með dælugeymslu, sem felur í sér að dæla vatni upp í lón áður en því er hleypt aftur niður í gegnum hverfla, er nú mest notaða lausnin í heiminum. Það hefur verið starfrækt í námuiðnaðinum í áratugi, en verkefni hafa mikið fótspor og krefjast hæðarmunar. Nýrri valkostir fela í sér geymslu á bráðnu salti - sem notar salt sem miðil fyrir varmaorku - og lofttegundir framleiddar með endurnýjanlegum orkugjöfum, svo sem grænu vetni og grænu ammoníum. Þessir ferlar eru óhagkvæmari en gera kleift að geyma orku í marga mánuði eða ár.
Mikill vöxtur í endurnýjanlegri orkuframleiðslu, og leit að metnaðarfullum heimsmarkmiðum um nýja afkastagetu, hefur í för með sér verulega áskorun ásamt gríðarlegum möguleikum á stækkun geymslumarkaðarins. Alheimsmarkaðurinn fyrir orkugeymslu er nú metinn á um 246 milljarða Bandaríkjadala, en áætlað er að 387GW af nýrri orkugeymslugetu verði bætt við á heimsvísu árið 2030, samkvæmt skýrslu frá bandarísku lögfræðistofunni Morgan Lewis. Þetta er 15-föld aukning miðað við árslok 2021.
Chile er veggspjaldabarn svæðisins
Árið 2030 ætlar Chile að útvega 70% af heildarorkunotkun sinni endurnýjanlegum orkugjöfum og stefnir að því að ná kolefnishlutleysi fyrir árið 2050. Þó að sólarorkuskortur á næturlagi sé lokaður af jarðefnaeldsneytisframleiðslu hefur landið heitið því að loka því sem eftir er. kolaorkuver fyrir árið 2040. Til að ná metnaðarfullum markmiðum sínum um endurnýjanlega orku er mikilvægt að þróa orkugeymslu. En landið hefur tekið miklum framförum og er fljótt að verða veggspjaldabarn Suður-Ameríku fyrir slíka tækni.
Eftir að hafa hleypt af stokkunum innlendri geymslustefnu árið 2023 sem setur markmið og miðar að því að laða að fjárfestingu í geiranum, og með stóra leiðslu verkefna á leiðinni, gæti uppsett geymslugeta Chile fljótlega farið fram úr Bandaríkjunum.
Sólarplötur á veginum milli Punta Arenas og Puerto Natales í suðurhluta Chile. Árið 2030 er landið að leitast við að sjá 70% af heildarorkunotkun með endurnýjanlegum orkugjöfum (Mynd: Ashley Cooper / Alamy)
Fyrstu rafhlöðuorkugeymsluverkefni Chile voru tekin í notkun árið 2009, og öll nema tvö af 16 stjórnsýslusvæðum þess eru með aðstöðu í rekstri, í byggingu eða á skipulagsstigi. Mest uppsett afl er að finna í norðurhéruðum Antofagasta og Tarapacá, sólarorkuvera landsins.
„Við lifum í gegnum sanna orkugeymslubyltingu í Chile,“ sagði talsmaður orkumálaráðuneytis Chile við Dialogue Earth. „Í augnablikinu eru geymsluverkefni í gangi með heildargetu upp á 387 megavött og önnur á mismunandi þróunarstigi sem gera okkur kleift að ná heildarafköstum upp á 2 gígavött árið 2026.“
Ríkisstjórnin gerir ráð fyrir að heildarfjárfesting verði 2 milljarðar Bandaríkjadala á næstu tveimur árum, bætti talsmaðurinn við. "Þetta er lykilatriði fyrir orkuskipti okkar. Þetta mun veita okkur meiri sveigjanleika í raforkukerfinu okkar og endurvekja atvinnulífið norður í landinu til að bæta lífsgæði fólksins sem þar býr."
Chile mun bæta við 1 GW af afkastagetu til viðbótar árið 2026, með opinberu landi sem stjórnvöld hafa lagt til hliðar fyrir orkugeymsluverkefni í yfirvofandi útboði. Talsmaður orkumálaráðuneytisins sagði í samtali við Dialogue Earth að umhverfismatsstofa landsins sé nú að meta hagkvæmni 300 geymsluverkefna til viðbótar, með heildargetu upp á 16 GW. Samkvæmt sumum spám, á milli 2026 og 2032, gæti heildargeymslugeta Chile tvöfaldast í 4 GW.
Í augnablikinu eru fjögur stærstu orkuframleiðslufyrirtæki landsins fremst í flokki með fjárfestingu í geymslu: Engie, Enel, Colbún og AES Andes.
Annars staðar hefur kínverski rafhlöðuframleiðandinn BYD skrifað undir samning við spænska fyrirtækið Grenergy um að útvega rafhlöður sínar fyrir 1,4 milljarða dala orkugeymsluaðstöðu í Atacama eyðimörkinni, sem þeir halda fram að verði sú stærsta sinnar tegundar á heimsvísu. Gert er ráð fyrir að verkefnið verði komið á netið innan þriggja ára. BYD hafnaði beiðni um athugasemdir þegar haft var samband við það.
Annars staðar, árið 2023, vígði Innergex, sem er í eigu kanadískrar orku, þriðji stærsti endurnýjanlega orkuframleiðandinn í Chile, sína fyrstu raforkuver í landinu, með 50 MW rafhlöðuorkugeymslukerfi (BESS). Engie Chile er á sama tíma með tvö litíumjón rafhlöðugeymslukerfi í gangi, með heildargetu upp á 141 MW. Í byrjun næsta árs mun fyrirtækið opna 264 megavattstunda, 96-rafhlöðuaðstöðu, sem færir heildar BESS eignasafn þess í Chile upp í 371 MW.
Talsmaður Engie Group sagði í samtali við Dialogue Earth að litið sé á Chile sem eitt af stefnumótandi löndum þess til að styðja við orkuskiptin, sem „felur í sér fjárfestingu upp á 1,8 milljarða Bandaríkjadala fyrir árið 2027. Áætlun okkar í Chile íhugar að fella inn 1,4 GW til að ná 2 GW af uppsettu magni. afkastagetu í hreinni orku, þar með talið 2 GWst í geymslukerfum“.
Gabriel Boric heldur ræðu við vígslu orkugeymsluverksmiðju í Antofagasta, rekin af staðbundnum armi franska fyrirtækisins Engie, í apríl 2024. Fyrirtækið ætlar að opna þriðju verksmiðju sína í Chile snemma á næsta ári (Mynd: Ximena Navarro / Dirección de Prensa, Presidencia de la República de Chile)
Samhliða landfræðilegum kostum þess hafa sérfræðingar bent á hvernig opið viðhorf Chile til erlendra fjárfestinga – það hefur fríverslunarsamninga við lönd sem standa fyrir næstum 90% af hagkerfi heimsins – og samkeppnishæf viðskiptaumhverfi hafa leitt til þess að nýjar nýjungar hafa verið teknar upp fljótt. Þrátt fyrir framfarir benda sérfræðingar enn á nauðsyn reglusetningar og að halda áfram að bæta skilyrði fyrir upptöku fjármagnsfrekrar orkugeymslutækni.
„Það er líklegt að innan fimm ára munum við hafa 3 GW orkugeymslugetu í Chile,“ segir Sauma. "Ef rafhlöðutæknin heldur áfram að lækka í verði getur þetta haldið áfram að vaxa. Möguleikarnir fyrir geirann í Chile eru mjög, mjög miklir." Rafhlöðukostnaður hefur lækkað um 90% á síðustu 15 árum, og áætlað er að kostnaður við geymsluframkvæmdir í nytjastærð muni lækka um 40% árið 2030, samkvæmt nýlegri skýrslu Alþjóðaorkumálastofnunarinnar.
Þetta er ótrúlega hröð keppni og þú þarft reglugerð til að skapa sjálfstraust fyrir fjárfestingu
Claudio Seebach, deildarforseti vísinda- og verkfræðideildar Adolfo Ibáñez háskólans
Seebach bendir á að "þetta er ótrúlega hröð keppni, og þú þarft reglugerð til að skapa sjálfstraust fyrir fjárfestingu. Það er það fyrsta sem við höfum lært af máli Chile".
Að þessu leyti hafa stjórnvöld í Chile reynt að örva greinina.
Í október 2022 samþykkti þingið frumvarp til að hvetja til þróunar orkugeymslu og rafflutninga. Lögin leyfa orkufyrirtækjum að velja endurgjald fyrir þá orku sem þau geyma og dæla síðan aftur inn í kerfið. Hins vegar er enn verið að fjalla um nákvæma reglugerð um virkni frumvarpsins hjá orkumálanefnd Chile. Þar sem ekki eru til reglur um raunverulega beitingu slíkra endurgjalda, "þá halda menn að fjárfesta í rafhlöðum," segir Sauma.
Hlutverk Kína í rafhlöðugeymslu
Kínversk fyrirtæki eru leiðandi framleiðendur í heiminum á litíum rafhlöðum og hafa sýnt aukinn áhuga á gríðarstórum litíumbirgðum Rómönsku Ameríku – þar á meðal í Chile – til að útvega sinn eigin hreina orkuiðnað sem er lykillinn að umskiptum í Kína og erlendis.
Heima, Xi Jinping forseti hefur ýtt virkan á þróun endurnýjanlegrar orkuframleiðslu þar sem Kína keppist við að standa við loforð sín um að ná hámarki í losun koltvísýrings fyrir árið 2030 og ná kolefnishlutleysi fyrir árið 2060. Það er nú þegar að taka skrefum: júní 2023 markaði heildaruppsett ekki uppsett Kína. -orkuframleiðslugeta jarðefnaeldsneytis sem fer fram úr jarðefnaeldsneytisframleiðslu í fyrsta skipti.
Framleiða sólarsellur í verksmiðju í Sihong, Jiangsu héraði, Kína, í desember 2023. Kínversk fyrirtæki framleiða flestar sólarrafhlöður heimsins, auk hluta sem þarf til að búa þær til (Mynd: Fang Dongxu / FeatureChina / AP / Alamy)
Kínverski orkugeymsluiðnaðurinn hefur einnig upplifað hraðan vöxt á undanförnum árum, þar sem uppsöfnuð uppsett afl hefur hækkað úr 32,3 GW árið 2019 í 59,4 GW árið 2022. Árið 2027 er gert ráð fyrir að það verði 97 GW.
Kína er einnig að þróast hratt í geymslutækni á ýmsum stigum, segir Yulong Ding, prófessor við efnaverkfræðideild háskólans í Birmingham. „Á landsvísu hafa þeir mikla stefnu til að hvetja til geymslu og það er verið að þróa tækni á öllum stigum aðfangakeðjunnar,“ segir hann. Að auki greinir Ding frá því að „kínverskir háskólar hafi byggt upp sérstakar orkugeymsluprógramm til að þjálfa næstu kynslóð orkugeymsluverkfræðinga“.
Að skapa þessa sérfræðiþekkingu er að verða forgangsverkefni og þar sem reynslunni er deilt í auknum mæli, meðal annars milli Kína og Chile. Kínverska fyrirtækið Tianqi Lithium – einn stærsti litíumframleiðandi heims og á um það bil fimmtung í námufyrirtækinu SQM í Chile – hóf á síðasta ári skiptinám til að styðja við þróun og uppfærslu chileskra vísindamanna í litíumgeiranum. Framtakið bauð þeim upp á mánaðarlanga ferð til borgarinnar Chengdu og tækifæri til starfsnáms, vinnustofa og samband við kínverska litíumiðnaðinn, þar á meðal varðandi orkugeymslu.
Tianqi hefur staðið frammi fyrir erfiðri ferð síðan hann eignaðist hlut sinn í SQM árið 2018, og er eins og stendur fastur í lagalegum deilum sem tengjast aðgerðum Chile-stjórnarinnar til að hafa meiri stjórn á litíumauðlindum. En þessar sérstakar áskoranir hafa ekki aftrað víðtækari fjárfestingum frá Kína á nýjum orkusvæðum – og landið er líklegt til að vera áfram lykilaðili ef orkuskiptin í Chile eiga að skila árangri. Kínversk fyrirtæki hafa á undanförnum árum byggt, eða tilkynnt áform um að byggja, lengstu raflínu Chile, sólarvera og vindorkuvera, en sólarrisinn Trina hefur hleypt af stokkunum þremur verkefnum í landinu í rafhlöðugeymslu.
