I sistemi di accumulo dell’energia delle batterie (BESS) hanno avuto implementazioni significative e una riduzione dei problemi della catena di approvvigionamento nel 2023, rendendolo un altro anno da record per BESS, anche se le preoccupazioni sulla sicurezza continuavano a fare notizia.
Quest’anno, man mano che la tecnologia si sviluppa ulteriormente e lo stoccaggio dell’energia diventa più onnipresente – ovvero da novità a necessità – verrà posta maggiore enfasi sulla sicurezza anche mentre l’ESS continua a progredire. Anche il modo in cui BESS verrà utilizzato in futuro cambierà entro il 2024.
L’anno della sicurezza su larga scala
Se c’è una cosa che il settore dello stoccaggio dell’energia ha imparato nel 2023, è che la sicurezza delle batterie necessita di maggiore considerazione.
Diversi eventi accaduti nel 2023 dimostrano che mantenere la sicurezza delle batterie è più difficile di quanto sembri a prima vista. I complessi sistemi elettrochimici costituiscono le batterie. Chiedono precauzioni di sicurezza che vanno oltre quanto richiesto dalla legge.
La loro sicurezza sarà vista come una componente intrinseca essenziale per lo sviluppo scalabile e a lungo termine della tecnologia delle batterie, piuttosto che come una semplice casella da controllare. Questo cambiamento di paradigma riconosce che il margine di errore diminuisce con l’aumento della diversità e con l’uso estensivo delle batterie. È necessario un approccio più approfondito alla sicurezza.
I fornitori e gli operatori di BESS enfatizzeranno maggiormente la sicurezza operativa come parte di una strategia onnicomprensiva, sottolineando il valore del monitoraggio continuo dalla messa in servizio alla fine della vita (EoL) delle batterie.
Questo metodo sottolinea come i sistemi di batterie siano dinamici e che la sicurezza sia un’esigenza costante piuttosto che un attributo statico. I sistemi di batterie stanno diventando sempre più collegati a sistemi di monitoraggio avanzati e tecnologie di manutenzione predittiva, che consentono il monitoraggio in tempo reale degli indicatori di prestazione e l’identificazione precoce di possibili rischi per la sicurezza.
In questo modo si aumenta l'affidabilità dei sistemi batteria e si prolunga la loro vita operativa, garantendo efficienza e sicurezza durante l'uso.
In sostanza, la sicurezza delle batterie costituirà una delle principali aree di preoccupazione man mano che il settore dello stoccaggio dell’energia passa da una fase di adozione anticipata a un’applicazione più matura del BESS. Ciò è dovuto al fatto che il funzionamento efficace e scalabile delle batterie dipende in larga misura dalla loro sicurezza e affidabilità.
Dallo ione sodio allo stato solido
Quest'anno, BESS sarà testimone di sviluppi tecnologici all'avanguardia oltre a miglioramenti in termini di sicurezza. Le batterie agli ioni di litio hanno dominato il mercato BESS, ma la richiesta di uno stoccaggio di lunga durata – per il quale il litio attualmente non può essere utilizzato in modo sicuro o economico – consentirà alle promettenti tecnologie diverse dal litio di diventare più diffuse.
Le applicazioni che necessitano di tempi di conservazione più lunghi, soprattutto più di otto ore, utilizzeranno sempre più batterie agli ioni di sodio. Questo perché sono necessarie opzioni di archiviazione più convenienti.
Le caratteristiche della tecnologia agli ioni di sodio, che fornisce un equilibrio tra efficienza in termini di costi, sicurezza e una densità di energia adeguata per lo stoccaggio di lunga durata, sono ciò che sta guidando questo cambiamento. Grazie alla sua chimica unica, è particolarmente utile nelle applicazioni fisse dove i vincoli di peso e spazio sono meno importanti rispetto alle applicazioni mobili.
Poiché il sodio può essere raccolto quasi ovunque nel mondo, le batterie agli ioni di sodio sono molto meno costose delle batterie agli ioni di litio.
Allo stesso tempo, le batterie allo stato solido diventeranno una scelta più costosa sul mercato. Poiché i loro elettroliti solidi non prendono fuoco, le batterie allo stato solido sono note per le loro prestazioni eccezionali, che includono una migliore densità di energia e caratteristiche di sicurezza migliorate.
Ma a causa del loro aumento dei costi, le batterie allo stato solido sono viste come un’opzione di lusso nel mercato delle batterie, almeno fino a quando la tecnologia non avanzerà. La produzione di batterie allo stato solido è costosa poiché sono necessarie nuove catene di approvvigionamento e tecniche di produzione avanzate.
Le batterie allo stato solido continueranno ad essere molto richieste nonostante il loro prezzo, soprattutto nelle applicazioni in cui la sicurezza e le prestazioni sono fondamentali e il costo è meno preoccupante.
Questa tendenza dimostra come il mercato delle batterie stia diventando sempre più diversificato. Varie tecnologie vengono personalizzate per casi d’uso particolari, fornendo opzioni che vanno da quelle economiche a quelle incentrate sulle prestazioni.
L'evoluzione guidata dall'applicazione di BESS
Uno dei progressi più significativi nel 2024 sarà la capacità delle batterie su larga scala di funzionare per periodi di tempo più lunghi. Alcuni sistemi hanno una durata operativa massima di quattro ore. Questa estensione della lunghezza rappresenta un progresso significativo nella tecnologia di stoccaggio dell’energia che migliorerà la capacità della rete di integrare fonti energetiche rinnovabili e aumentare l’affidabilità della fornitura.
Nei settori in cui il fabbisogno energetico è elevato ma distribuito su periodi di tempo più lunghi, ci sarà un bisogno specifico di applicazioni LDES (stoccaggio di energia a lunga durata) con densità di potenza inferiore. Ciò riguarda le procedure di produzione, l’ampia integrazione delle fonti di energia rinnovabile e la stabilità della rete nelle regioni con forniture di energia sporadiche. L’enfasi sullo stoccaggio di lunga durata è parte di un movimento più ampio nel settore energetico verso fonti energetiche più affidabili e varie.
Il panorama tecnologico di BESS cambierà di pari passo con questi sviluppi. Conosciuto come "revenue stacking", gli operatori stanno attualmente studiando nuovi flussi di entrate.
Ciò implica sfruttare la vasta gamma di funzioni che i sistemi di stoccaggio possono svolgere per impegnarsi in diversi servizi di mercato come la regolazione della frequenza, lo spostamento del carico, il peak shaving e i servizi di black start.
Tuttavia, vi è un aumento della complessità operativa a causa di questa varietà di fonti di entrate. Per supervisionare efficacemente questi diversi flussi di entrate, è necessario possedere sistemi di controllo avanzati, una comprensione completa delle dinamiche di mercato e una comprensione di come i diversi profili di carico influiscono sul degrado della batteria. Per questo motivo, l’utilizzo delle risorse BESS è più complicato di quanto lo sia mai stato.
Una serie di temi significativi daranno forma allo sviluppo di BESS nel 2024, tra cui il mantenimento della sicurezza come priorità assoluta, la commercializzazione di tecnologie diverse dal litio, l’allungamento della durata della batteria per sistemi su larga scala e lo studio di nuovi flussi di entrate attraverso complessi piani operativi. Questi sviluppi sottolineano il carattere dinamico del mercato BESS nonché la continua innovazione e adattamento in reazione alle mutevoli richieste dei consumatori e alle opportunità del settore.