Baterije rješavaju najveći problem zelene energetske tranzicije

Ključ zelene energetske tranzicije je zapravo prilično jednostavan: sve što nam treba je dovoljno dobra baterija. Desetljećima je tehnologija za pohranu električne energije predstavljala ogroman problem; naprosto nije bila dovoljno razvijena da zadovolji potrebe civilizacije koja pokušava napustiti fosilna goriva. To se sada konačno mijenja.

Baterije rješavaju najveći problem obnovljivih izvora energije

Zašto nam uopće trebaju baterije? Da bi dekarbonizirali svjetsko gospodarstvo, sve – od prometa preko sustava grijanja do industrijske proizvodnje – treba biti pogonjeno električnom energijom čija generacija će biti lišena emisija stakleničkih plinova. Takva energija dobiva se iz obnovljivih izvora poput solarnih panela, vjetroelektrana, hidroelektrana, geotermalnih elektrana, turbina koje iskorištavaju energiju morskih valova, ili iz nuklearnih elektrana.

Nije, dakle, problem proizvesti električnu energiju bez značajnog ugljičnog otiska. Međutim, problem ju je isporučiti potrošačima. Naime, električnu je energiju vrlo teško pospremiti za kasnije. Treba je potrošiti odmah nakon što je generirana, po mogućnosti što bliže mjestu proizvodnje, kako bi se što manje energije gubilo u transportu.

Pritom, potražnja u elektroenergetskoj mreži u svakom trenutku mora odgovarati proizvodnji, a frekvencija struje u žicama mora biti konstantna; u Europskoj uniji radi se o frekvenciji od 50 Hz. Ako frekvencija u bilo kojem trenutku padne, rezultat je djelomični ili potpuni kolaps elektroenergetskog sustava, kakav se nedavno dogodio u Španjolskoj i Portugalu.

I tako dolazimo do glavnog problema s obnovljivim izvorima energije – njihove nestalnosti. Sunčane energije nema kad je jako oblačno, ili nakon što padne noć. Vjetroelektrane ne proizvode struju ako vjetar ne puše. A upravo su Sunce i vjetar najvažniji (i tržišno najisplativiji) izvori obnovljive električne energije. Niti jedan drugi energent ne može cijenom konkurirati Suncu i vjetru. Međutim, zlatno pravilo energetske industrije glasi da je sigurnost opskrbe važnija od tržišne cijene.

Obnovljivi izvori stoga su stekli reputaciju kao nepouzdani. Međutim, ta paradigma sada se mijenja, zahvaljujući prvenstveno kineskim državnim investicijama u baterijsku tehnologiju.

CATL-ova baterijska revolucija

Kina je početkom 21. stoljeća odlučila razviti vlastitu automobilsku industriju. Svjesni da se ne mogu natjecati s etabliranim proizvođačima konvencionalnih vozila, odlučili su se na tehnološki iskorak – razvijat će električne automobile. U tu svrhu formiran je sustav državnih poticaja za kineske proizvođače koji razvijaju tehnologiju potrebnu da se uđe u novu eru mobilnosti, u kojoj će motori s unutarnjim sagorijevanjem otići u povijest.

Desetljeće i pol kasnije, jasno je da je ovaj plan bio izvanredno uspješan. Kineski BYD postao je najveći i najuspješniji proizvođač električnih automobila na svijetu, znatno produktivniji, a odnedavno i profitabilniji od razvikane Tesle Elona Muska.

Za priču o baterijama je, međutim, ključna jedna druga tvrtka – Contemporary Amperex Technology odnosno CATL. U pitanju je ime za koje je malo tko čuo, iako se radi o kompaniji čiji godišnji prihodi dosežu 60-ak milijardi dolara.

Od 2017. godine, kada su pretekli Panasonic, CATL je najveći svjetski proizvođač baterija. Sami zadovoljavaju oko 40 posto potreba globalnog tržišta za litijskim baterijama. Kineske kompanije ukupno proizvode oko 80 posto svjetskih litijskih baterija.

CATL je s godinama uložio ogroman novac u istraživanje i razvoj, stalno poboljšavajući gustoću materijala u svojim baterijama, što je omogućilo pohranjivanje sve veće i veće količine električne energije. U slučaju električnih automobila, to je značilo postupno povećavanje njihovog dosega, kao i skraćivanje vremena koje je potrebno za punjenje baterija.

Postali su i pioniri u razvoju alternativnih baterijskih tehnologija. CATL očekuje da će veliki dio tržišta u budućnosti preuzeti natrij-ionske baterije, tj. baterijski sustavi koji umjesto skupog i teško dostupnog litija korite sveprisutnu kuhinjsku sol. CATL-ove inovacije omogućuju BYD-u da na kineskom tržištu prodaje najnovije modele električnih vozila po nevjerojatnim cijenama, često manjim od 10 tisuća eura. Nije stoga iznenađujuće što vozila s motorima s unutarnjim sagorijevanjem ubrzano nestaju s kineskog tržišta.

Razvijajući baterije za BYD i druge proizvođače električnih vozila, u CATL-u su vrlo brzo shvatili da električni automobili predstavljaju tek mali dio njihovog tržišnog potencijala. Puno više se može zaraditi od baterija napravljenih za pohranu struje u sklopu elektroenergetske mreže.

Osnivač i predsjednik uprave CATL-a, kineski milijarder Robin Zeng, lani je u intervjuu za Reuters kazao kako očekuje da će dekarbonizacija elektroenergetskih mreža za njih otvoriti deset puta veće tržište od onog koje je nastalo rastom popularnosti električnih vozila.

CATL ne očekuje nikakve probleme u prilagođavanju svog poslovanja za proizvodnju baterija za pohranu struje u elektroenergetskoj mreži. Štoviše, taj je posao na neki način i jednostavniji; za razliku od automobilskih baterija, baterije za pohranu energije u mreži ne moraju biti mobilne, tj. inženjeri nisu ograničeni veličinom i težinom naprave.

Budućnost energetike je stigla

Podaci Međunarodne energetske agencije pokazuju da je pomama za tzv. grid-storage baterijama već počela. Baterije u kojima se višak struje proizveden iz obnovljivih izvora može pohranjivati za kasnije korištenje još uvijek su najprisutnije u Kini, ali u utrku su se tijekom mandata predsjednika Joea Bidena uključile i Sjedinjene Američke Države.

Bidenov Zakon o smanjenju inflacije iz 2022. sadržavao je niz poticaja usmjerenih prema ubrzavanju zelene energetske tranzicije pa tako i poticaje za proizvodnju baterija. Zahvaljujući tom zakonu, SAD su uspjele praktički sustići Kinu u instaliranom baterijskom kapacitetu; samo u 2024. godini im je rast kapaciteta iznosio 66 posto. Međutim, upitno je hoće li se taj napredak uspjeti očuvati i pod vladavinom Donalda Trumpa, poricatelja klimatskih promjena čije politike su usmjerene prema sabotiranju energetske tranzicije i pogodovanju industriji fosilnih goriva.

Međutim, bez obzira na smjer kojim će pod Trumpom krenuti američka energetska industrija, već sada je jasno da će kineske investicije i u slučaju baterija služiti kao katalizator još jedne energetske renesanse – isto kao što se zadnjih godina događalo s električnim vozilima, solarnim panelima ili vjetroelektranama.

Sve ove tehnologije su značajno pojeftinile i dobile na popularnosti upravo zahvaljujući tehnološkim skokovima koje su ostvarile kineske kompanije, uz obilnu pomoć i financijske poticaje kineske države. Troškovi pohrane električne energije danas su 90 posto manji nego što su bili 2010. godine.

“Napredak i pad troškova u području baterijskih sustava za pohranu energije (BESS) učinili su ovu tehnologiju konkurentnom i osobito prikladnom za kratkoročno skladištenje, omogućujući korištenje čiste energije iz solarnih fotonaponskih sustava i u satima nakon zalaska sunca, kada potrošnja energije obično doseže vrhunac. Iako je povezivanje solarnih fotonaponskih sustava i tehnologija za pohranu energije ključno, ostvarenje njihova punog potencijala zahtijeva prevladavanje sustavnih izazova, uključujući jasne i poticajne politike te rješavanje sklonosti poslovnog sektora prema izbjegavanju rizika. Vlade moraju provoditi energetske strategije koje izričito promiču integraciju solarne energije i sustava za pohranu, usklađujući ih s općim klimatskim i energetskim ciljevima tranzicije”, smatra Adrian Gonzalez, analitičar Međunarodne agencije za obnovljive izvore energije.