Küresel temiz enerji üretimi arttıkça, şebekeler için uzun süreli depolamaya giderek daha fazla ihtiyaç duyulacak. Lityum iyon bataryalar şuanda elektrik enerjisi depolamada ön planda olsa da lityum iyonun birçok alternatifi bulunuyor. Lityum iyon piller şu anda, çoğunlukla kısa süreli, 2 ila 4 saatlik uygulamalarda olmak üzere dünyanın enerji depolama kapasitesinin %90’ından fazlasını sağlıyor. Yenilenebilir enerji kaynaklarının oranı henüz düşük seviyede olduğu için, 8 saatten fazla depolamaya olan talep nispeten düşük seviyede.
Uzun süreli depolama alternatifleri
Uzun süreli depolama için de yerleşik bir uzun vadeli iş modeli bulunmuyor ancak 2023, uzun süreli depolama tedariki, lityum dışı destek planları ve stratejik ortaklıklar açısından rekor bir yıl oldu. ABD Enerji Bakanlığı ve Kaliforniya Enerji Komisyonu, 10 saatten fazla lityum içermeyen enerji depolama için fon sağlanacağını duyurdu. Birleşik Krallık ise sıkıştırılmış hava ile enerji depolama (CAES), akış (flow) pilleri, sıvı hava ile enerji depolama (LAES) ve pompaj depolamalı hidroelektrik (PHS) dahil olmak üzere 6 saatten fazla depolamaya yönelik yeni yaklaşımları destekliyor.
Geçtiğimiz yıl kamu hizmetleri ile lityum dışı enerji depolama sağlayıcıları arasında anlaşmalar yapıldı. Örneğin Almanya’da kamu hizmetleri, kullanılmış kömür madenlerini yeniden kullanmak için demir-çinko pilleri ve CAES’i düşünüyor. Avustralya, 2 GW değerinde 8 saatten fazla sürecek projeler için uzun vadeli enerji depolama ihalesi başlattı. Kazanan 3 projeden 2’si lityum iyon projesi, biri ise CAES oldu. Yakın zamanda İtalya, 2024 yılı sonunda gerçekleştirilecek 8 saatlik depolama için 9 GW’lık bir proje duyurdu. İlgili belgelerde lityum iyon ve PHS’nin önemli rakipler olduğu belirtiliyor.
Geçmişte, lityum iyon bataryaların bu kadar uzun süreli depolama için uygun maliyetli olmayacağı düşünülüyordu. Ancak geçtiğimiz yıl, Çin’deki lityum iyon tedarikçileri arasındaki şiddetli rekabet ve düşen metal fiyatları, lityum iyon maliyetlerini aşağı çekti ve daha önce ekonomik olmadığı düşünülen depolama sürelerinde rekabet edebilir hale geldi. Çin, ABD ve Avustralya’da 6 ila 8 saatlik lityum iyon projeleri bulunuyor ve 6 saatten uzun süreli tüm planlanan depolama projelerinin %50’sinden fazlasını oluşturuyor. Bu, söz konusu özelliklerde projelerde rekabet etmeyi amaçlayan alternatif teknolojiler için ekstra bir zorluk yaratıyor.
Lityum dışı depolama yaklaşımlarının için bir diğer önemli zorluk, elektrikli araçlar için de üretim yapan lityum iyon pil üreticilerinin sahip olduğu ölçek ekonomisine sahip olmamaları. Elektrikli araçların popülerlik kazanması lityum iyon pil maliyetlerinde dramatik düşüşlere neden oldu. Lityum iyon pil teknolojisinde olduğu gibi, var olan tedarik zincirlerinden faydalanabilen lityum dışı depolama teknolojileri, örneğin CAES, LAES, sodyum iyon piller ve yer çekimi depolaması gibi, üretimi ölçeklendirmek için avantajlı konumdalar.
Örneğin, CAES için kullanılan bileşenler ve ekipmanlar, enerji üretim endüstrisindeki kullanıma hazır turbo makinelerin kullanıldığı onlarca yıllık geçmiş performansa sahip. CAES’e yönelik mevcut tedarik zinciri hali hazırda kurulmuş durumda.
Sodyum iyon teknolojisi
Enerji depolama alanındaki bir diğer dikkat çekici gelişme ise artan sayıda sodyum iyon batarya yatırımları. Sodyum iyon teknolojisi, köklü bileşen tedarik zincirlerinden ve lityum iyona benzer üretim süreçlerinden yararlanıyor. Sodyumun çok daha düşük hammadde maliyeti, sodyum iyon pilleri 8 saatten uzun depolamada lityumdan daha avantajlı hale getirebilir. Bunun gerçekleşmesi için ticari projelerin kanıtlanması ve üretiminin artırılması gerekiyor. Çin’deki ilk 100 MWh’lik sodyum iyon batarya projesi duyurusu bu yönde bir hareketin olduğuna işaret ediyor.
Yalnızca enerji depolama endüstrisine hizmet eden teknolojiler, özellikle tedarikçiler lityum iyonla rekabet ediyorsa, daha fazla özel bileşen için üretimi uygun maliyetli bir şekilde büyütme konusunda zorluk yaşayabilir.
Gelecek
İleriye baktığımızda, fosil yakıt bazlı şebeke esnekliğinin aşamalı olarak ortadan kaldırılması ve enerji üretiminin çoğunluğunun yenilenebilir kaynaklardan sağlanması durumunda, 8 saatlik sürenin çok ötesinde uzun süreli depolama çözümlerine yönelik bir ihtiyaç olacağı bariz. Şebeke esnekliği gereksinimlerinin böyle bir ihtiyacın fiilen ortaya çıkmasından önce belirlenmesi kritik önem taşıyor.
Uzun süreli depolama çözümleri için uzun vadeli bir iş senaryosu oluşturmak için doğal zorlukların da aşılması gerekiyor; bu, yenilenebilir enerji kaynaklarının enerji üretiminde bir dönüm noktasına ulaşması ve dolayısıyla çok günlük depolama çözümleri gerektirmesi nedeniyle giderek daha önemli hale gelecek.
Lityum depolama maliyetlerinin azalmasına yol açan fiyat rekabeti, alternatif teknoloji için önemli bir engel teşkil ediyor. Teknolojisini ölçekleyebilen ve ticari olarak kanıtlayabilen teknolojiler, lityum iyon depolamanın fizibıl olmadığı alanlarda büyük pazar payına ulaşabilir.