Itt van már az energiatárolói-kánaán, mégis geopolitikai kockázatot jelent

Az energiatárolók piacát jelenleg a lítiumalapú akkumulátorok uralják, márpedig ezen a területen Kína meghatározó szerepet tölt be, hiszen a lítiumfinomítási kapacitás 60%-ával az ázsiai ország rendelkezik.

Ez geopolitikai feszültségekhez vezethet, hiszen a domináns kereskedelmi partner korlátozásokat, exporttilalmakat vagy ármanipulációt alkalmazhat.

Ez nem csupán elméleti lehetőség, hiszen Kína már a gyakorlatban is élt gazdasági erőfölényével: januárban bevezette a gallium és a germánium exporttilalmát. Bár ezek a lépések felgyorsíthatják a helyi (onshore) gyártási kapacitások létrehozását a nyugati országokban, ugyanakkor mindez sok időt és tőkét igényel.

Emellett egyes szakértők amiatt is aggódnak, hogy külföldi (főleg kínai) szállítók által készített akkumulátor-rendszerekben digitális manipulációra nyílhat lehetőség. Ez nem csak az akkumulátorokra, de valamennyi, egyre inkább "okos" (digitális) energiarendszerre is vonatkozhat. Csak egy példa: az USA néhány katonai bázisán kitiltották a CATL akkumulátorokat a fenti kockázat miatt.

Ahogy a megújuló energiaforrások szerepe egyre növekszik, az energiahatékonyság és az ellátásbiztonság szempontjából kulcsfontosságúvá válik a megtermelt energia hatékony tárolása. Az energiatárolási megoldások fejlesztése és elterjedése nemcsak a hálózati stabilitás fenntartása érdekében elengedhetetlen, hanem az energiafüggetlenség növelése szempontjából is.

Éppen ezért a kormányok és iparági szereplők számára

egyre nagyobb jelentőséggel bírhat az energiatárolási portfóliójuk diverzifikálása, különböző technológiák bevonásával.

Ezek nemcsak az eszközök beszerzési forrásait tehetik változatosabbá, hanem a nyersanyagok terén is csökkenthetik a függőséget, hozzájárulva ezzel az ellátásbiztonság és a geopolitikai kockázatok mérsékléséhez.

Milyen alternatív technológiák léteznek

Bár az energiatárolásban még ma is a lítiumion alapú akkumulátorok számítanak a legelterjedtebb megoldásnak, ugyanakkor egyre több alternatív technológia jelenik meg a piacon, különösen az olyan helyzetekre, amikor hosszabb, 4–10 órát is meghaladó tárolásra van szükség.

Az UBS Bank anyagában a szakértők rámutatnak, hogy

ma már legalább 17 olyan alternatív megoldás is van, amelyek segíthetnek diverzifikálni az energiatárolók piacát.

Az energiatárolási megoldásokat két nagy csoportra oszthatjuk. Egyik ilyen a mechanikai energiatárolási módszerek, amelyek hatékonyan alakítják át a mechanikai energiát elektromos energiává:

• Gravitációs energiatárolás: lényege, hogy a felesleges energia segítségével egy nehéz tömeget (pl. sziklát, betontömböt vagy akár vizet) emelnek fel, majd amikor energiára van szükség, a tömeg leeresztése során felszabaduló gravitációs-energia mechanikai vagy elektromos energiává alakul.
• Sűrített levegős (CAES) tárolás: ekkor a levegőt nagy nyomáson föld alatti tározókba préselik. Amikor energiára van szükség, a sűrített levegőt felszabadítják, amivel turbinákat hajtanak meg vele, amelyek elektromos áramot termelnek.
• Cseppfolyósított levegős energiatárolás (LAES): a levegőt ebben az esetben az előző módszerhez képest extrém alacsony hőmérsékleten (-190°C körül) cseppfolyósítják, majd később, amikor energiára van szükség, gázzá alakítják vissza, hogy egy turbinát meghajtva elektromosságot termeljen.

Elektrokémiai energiatárolási módszerek, amelyek nem lítiumion-alapú technológiát alkalmaznak:

• Vas-levegő (iron-air) akkumulátorok: olcsó, bőségesen rendelkezésre álló alapanyag a vas, cserébe alacsonyabb a hatásfok és lassabb a töltés-kisütés, de kiválóak hosszú távú energiatárolásra.
• Nátriumion-akkumulátorok: a nátrium sokkal könnyebben elérhető, mint a lítium, ezért kisebb geopolitikai kockázatot jelent. Viszont jelenleg még fejlesztés alatt áll, és kevesebb a piaci tapasztalat ezzel a technológiával.
• Áramlásos (flow) akkumulátorok: főleg vanádiumalapú rendszerek, de más kémiai megoldások is léteznek. Előnyük a hosszú élettartam és a biztonság, hátrányuk, hogy a vanádium is bizonyos szempontból geopolitikailag kockázatos nyersanyag lehet.
• Szilárdtest-akkumulátorok: ezeket a továbbfejlesztett lítiumion megoldásokat várhatóan nagyobb energiasűrűség és kisebb tűzveszély jellemzi majd, de egyelőre még fejlesztési fázisban vannak.

Egy alternatív lehetőség, ami papíron szebben néz ki, mint a gyakorlatban: a hidrogén.

A hidrogénes energiatárolás során a felesleges villamos energiát vízbontás (elektrolízis) révén hidrogén előállítására használják. Az így keletkező hidrogént speciális tárolótartályokban, föld alatti üregekben vagy más formában raktározzák, majd szükség esetén tüzelőanyag-cellákban vagy gázturbinákban elégetve újra villamos energiává alakítják.

Elméletben tehát jelentős szerepe lehetne a hidrogénnek, mivel nagy mennyiségben és hosszú ideig tárolható, ráadásul helyben megtermelhető. Ugyanakkor előállításának, tárolásának és visszaalakításának teljes energiaveszteségét is figyelembevéve hatásfoka alacsonyabb (körülbelül 40-70%), ráadásul a zöld hidrogén gyártása még nagyon drága és vízigényes, nem utolsó sorban rendkívül gyúlékony gázról beszélünk. Ezért a jövőben valószínűleg inkább nehezen elektrifikálható szektorokban (ipar, repülés, hajózás) fog teret nyerni, mintsem kifejezetten az áramhálózati energiatárolásban.

Bár az alternatív energiatárolási technológiák fejlődése dinamikus, és egyre több megoldás lép be a piacra, ezek széles körű elterjedését számos tényező hátráltatja. Az egyik legfontosabb akadály a meglévő ipari ökoszisztéma: a lítiumion-akkumulátorok gyártásához és felhasználásához már kiépült egy teljes globális ellátási lánc, amelyben a kutatás-fejlesztéstől kezdve a tömeggyártáson át az újrahasznosításig minden folyamat optimalizált.

Ezzel szemben az új technológiáknak nemcsak az alapanyag-ellátásukat és a gyártási kapacitásaikat kell felépíteniük, hanem bizonyítaniuk kell üzleti szempontból is, hogy képesek stabil, skálázható és költséghatékony alternatívát nyújtani. A piac nemcsak technológiai, hanem finanszírozási szempontból is konzervatív: a nagy energiatárolási beruházások jellemzően hosszú távú megtérülést igényelnek, ami miatt a befektetők és a kormányok is inkább a bevált megoldásokra támaszkodnak.

A címlapkép illusztráció. Címlapkép forrása: Getty Images