Ba al dago sare mailan energia biltegiratzeko sistemen desabantailak?
Energia berriztagarriei buruz hitz egiten dugunean, beti dago elefante hori gelan, denek - biltegiaren inguruan dantza egiten dutela dirudiena. Sare-mailako energia-biltegiratzeak bikain ematen du paperean, eta, zalantzarik gabe, beharrezkoa da haizea eta eguzki-lana eskala mailan egingo badugu. Baina sare-mailako energia biltegiratzeko sistemen desabantailak nahiko azkar pilatzen dira marketin-liburuxkak eta gobernuaren diru-laguntzak gainditu ondoren.
Tokatzen zaituen lehen gauza kostua da. Ez bakarrik aldez aurretik egindako kapital-gastua, nahikoa-ezingarria dena, baizik eta urtez urte dirua isurtzen jarraitzen duten operazio-kostuak. Hartu Hego Australiako Hornsdale Power Reserve - Teslak 2017ko bateria-proiektu handia, denek arrakasta-istorio gisa aipatzea gustatzen zaiguna. Noski, sarea egonkortzen du maiztasun-gertaeretan, baina 150 MW / 194 MWh sistemak 90 milioi AUD inguruko kostua du (www.abc.net.au). Horrek 600.000 dolar balio du biltegiratze-orduko megawatt{15}}. Karga-ziklo bakoitza degradatzen duen sistema baterako.
Oraintxe bertan sareko biltegiratze-merkatuan nagusi diren litio-ioizko bateriek, gutxi gorabehera, beren ahalmenaren % 2-3 galtzen dute urtero egutegi zahartzearen ondorioz, nahiz eta ez dituzun asko erabiltzen. Gero, zikloaren degradazioa dago gainera. Baterien sistema komertzialen gehienek % 80 inguruko edukiera bermatzen dute 10 urteren buruan, eta horrek esan nahi du, funtsean, poliki-poliki lurruntzen den biltegiratzea ordaintzen ari zarela. Ekonomiak erabilera kasu zehatzetan baino ez du zentzua maiztasunaren erregulazioan, non milisegundoko erantzun-denborengatik prima tasak ordaintzen ari zarenean.
Segurtasun arazoek ere ez dute behar besteko arreta jasotzen. Denek gogoratzen dute Kaliforniako Moss Landing bateria-instalazioak 2021ean su hartu zuenean. 300 MW / 1.200 MWh-ko instalazioa zen - garai hartan munduko handienetako bat - eta hilabetez itxi behar izan zuten. Gero, BERRIRO su hartu zuen 2022an (www.energy-storage.news). Hauek ez dira sukaldeko su txikiak hitz egiten ari garen. Litio-ihesaldi termikoen gertakariak itzaltzeko eta gas toxikoak askatzeko izugarri zailak dira. Suhiltzaileak, funtsean, erretzen utzi behar du gainerako guztia harrapatzen ez duen bitartean.
Kalifornia ero bezala instalatzen ari da bateriaren biltegiratzea, baina oinarrizko arazo honekin topo egiten ari dira, non bateriak 4 ordu inguru deskargatu daitezkeen potentzia nominalean. Eguzkia jaisten denean arratsaldeko gailurra mozteko ondo dago, baina alferrikakoa da -egun anitzeko eguraldi gertaeretarako edo urtaroko aldaketetarako. 50-100 aldiz biltegiratze-ahalmen gehiago beharko zenituzke neguan astebeteko hodeiak kudeatzeko, eta horrek erabat absurdo bihurtzen du dagoeneko zalantzan dagoen ekonomia.
Zenbaki tekniko batzuk bota dizkizut. Litio-ioizko-erabilgarritasun--eskalako{2}} bateria-sistema arrunt batek % 85-90 inguruko joan-etorriko eraginkortasuna du, eta horrek dexente ematen du zure energiaren % 10-15 berotan desagertzen dela konturatzen zaren arte. Biltegiratzen duzun 100 MWh bakoitzeko, 85-90 MWh baino ez dituzu itzultzen. Konparatu hori % 70-80ko eraginkortasunarekin ponpatutako biltegiratze hidraulikoarekin; baxuagoa da bai, baina ponpatutako hidroelektrikoak hilabetez gorde dezake energia galera handirik gabe, eta bateriak hilean % 1-3 inguru deskargatzen dira.
Ingurumenaren alde ere nahasten da. Litioa, kobaltoa, nikela meatzaritza - hauek ez dira prozesu garbiak. 2020ko txosten honek erakusten du bateriaren fabrikazioak CO2 isuri garrantzitsuak sortzen dituela, nonbait 60-150 kg CO2 bitarteko bateriaren edukieraren kWh bakoitzeko, ekoizpenean erabiltzen den energia-mixaren arabera. Zure sareak ikatzarekin jarraitzen badu bateriaren biltegiratzea eraikitzen ari zaren bitartean, funtsean karbono isuriak desagerrarazi beharrean besterik ez duzu aldatzen.
Ondoren, materialaren hornikuntza-katearen arazoa dago. Dagoeneko litioaren prezioak gorakada ikusten ari gara, eta hori ibilgailu elektrikoen ekoizpena-masiboki igo baino lehen izan zen. Sareko biltegiratzea eta ibilgailu elektrikoak bateria-material berberen bila ari dira lehian, eta ez dago nahikoa ekoizpen-gaitasunik eztabaidatzen ari diren eskaletan bi merkatuak asetzeko. Zenbait analistak 2025 edo 2026rako litio eskasia aurreikusten dute. Zorte on terawatt-biltegiratze-orduak eraikitzen materialak eskuratu ezin dituzunean.
Flow bateriak konponbide gisa sustatzen jarraitzen dute, baina duela hamarkada batzuk "erretoan" egon dira. Energia-dentsitatea izugarria da - banadio-fluxuko bateriek 20-30 Wh/kg inguru kudeatzen dituzte litio-ioiaren 200+ Wh/kg-arekin alderatuta. Horrek esan nahi du elektrolito-soluzio-tanga izugarriak, ihes egin dezaketen iturgintza asko, energia kontsumitzen duten eta mantentze-lanak behar dituzten ponpak. Eta promesa guztiak izan arren, mundu osoan instalatutako fluxu baterien oinarria oraindik txikia da litio-ioiarekin alderatuta. Ziurrenik badago horretarako arrazoiren bat.
Ponpazio hidraulikoak sarearen biltegiratze-ahalmenaren %95 inguru osatzen du oraintxe bertan, baina ezin duzu inon eraiki. Geografia egokia behar duzu - bi urtegi handi kota ezberdinetan, ahal dela transmisio-azpiegituretatik gertu. Ingurumen-baimenak bakarrik urteak behar ditu. Pacific Gas & Electric-ek duela gutxi Kalifornian ponpatutako hidro-instalazio bat proposatu zuenean, 8-10 urtera begira zeuden baimenak eta ingurumen-azterketak egiteko, lurra hautsi aurretik. Eta hori arrainen habitatez kezkatuta dauden talde ekologisten auzirik ez dagoela suposatuz.
Sarean integratzeko erronkek eztabaida propioa merezi dute. Biltegiratze-kopuru handiak gehitzeak transformadoreak, babes-sistemak, kontrol-azpiegiturak berritzea eskatzen du. Ez da plug-and-play. Bateriak azkar deskargatzen direnean, potentzia-kalitate arazoak sor ditzakete - tentsioaren gorabeherak, distortsio harmonikoak. Sarea ez zen banatutako milaka bateria-sistemetarako diseinatuta, guztiak erdi-ausaz kargatzen eta deskargatzen dituzten eguzki-ekoizpenean eta-erabilera-denboran-prezio-seinaleetan oinarrituta.
Kaliforniako CAISO sareko operadoreak merkatu-arau eta eskaintza-sistema guztiz berriak garatu behar izan ditu biltegiratzeko, eta oraindik asmatzen ari dira. Biltegiratzeak energia-merkatuetan, gaitasun-merkatuetan, zerbitzu osagarrien merkatuetan parte har dezake -, baina arauak desberdinak dira jurisdikzio bakoitzean eta aldatzen jarraitzen dute. Arauzko ziurgabetasun horrek zailagoa egiten du proiektuak finantzatzea, inbertitzaileek ez baitakite zein diru-sarrerarekin konta daitezkeen.
Oilasko-eta-arrautzaren arazo bitxi hau ere badago biltegiratzearekin eta energia berriztagarrien hedapenarekin. Biltegiratze gehiago behar duzu berriztagarri gehiago gaitzeko, baina biltegiratzea garestia da, eta horrek sistema konbinatua garestitzen du, eta horrek berriztagarrien hedapena moteltzen du. Alemaniak modu gogorrean aurkitu zuen hori - eguzki- eta haize-kopuru handiak instalatu ditu baina biltegiratze nahikoa ez, eta, beraz, ekoizpen berriztagarrien ekoizpena murrizten du eskaria gainditzen duenean, edo haizeak jotzen ez duenean erregai fosilen plantak pizten ditu.
Bizi-iraupenaren gaiak beste faktore gehienek baino gehiago kezkatzen nau. Gas naturaleko zentral batek 30-40 urtez funtziona dezake ohiko mantentze-lanarekin. Ponpazio hidraulikoek 50-100 urte irauten dute. Litio-ioizko bateriak? Ordezkapena baino 10-15 urte lehenago ikusten ari zara, 20 agian haurra egiten baduzu eta ez badituzu guztiz kargatzen/deskargatzen. Horrek esan nahi du bateria-instalazio osoak ordezkatu behar dituzten eguzki-panelen edo haize-sorgailuen bizitzan zehar behin baino gehiagotan. Bizi-zikloko kostuak ez dira onuragarriak.
Eta lurraren erabilera eskakizunetan ere ez naiz sartu. Baterien instalazioek espazio garrantzitsua, klima-kontrolatutako eraikinak, suteak itzaltzeko sistemak eta segurtasun-hesiak behar dituzte. 100 MWh-ko bateria-instalazio batek hainbat hektarea okupa ditzake. Biderkatu hori sareko-eskalan biltegiratzeko behar diren ehunka edo milaka instalazioekin eta lur askori buruz ari zara. Japonia edo Singapur bezalako lekuetan, non lurra lehenbailehen dago, hau muga handi bat bihurtzen da.
Beraz, ba al daude sare mailako energia biltegiratzeko sistemen desabantailak? Bai, erabat egiten dute. Horrek ez du esan nahi biltegiratzea beharrezkoa ez denik edo eraiki behar ez dugunik. Baina erronkak existitzen ez direla edo magiaz konponduko direla nahikoa diru-laguntzarekin eta baikortasuna itxuratzea astakeria da. Benetako ingeniaritza-, ekonomia- eta materialen zientzia-arazoak dira, benetako konponbideak behar dituztenak, ez bakarrik animatzaileak.