Energy Report

Noile baterii de stocare de electricitate lansate de Tesla promit reducerea dependenței consumatorilor de monopolul rețelelor electrice

Tesla a lansat, la finalul săptămânii trecute, o serie de baterii de stocare a energiei electrice destinate atât locuințelor și firmelor, cât și companiilor de utilități, arătând că dezvoltarea capacității de înmagazinare a electricității face semnificativ mai viabil avântul mondial al producției de energie electrică din surse regenerabile intermitente, solare și eoliene, întărește fiabilitatea, siguranța și eficiența sistemelor energetice și permite consumatorilor să-și reducă facturile la curent electric și chiar să se elibereze într-o oarecare măsură de dependența de monopolurile din industria producției, transportului și distribuției energiei electrice.

"Scopul nostru este să schimbăm în mod fundamental modalitatea în care lumea utilizează energia electrică. Vorbim inclusiv despre echipamente concepute în termeni de terrawați. Ținta este transformarea completă a întregii infrastructuri energetice a lumii", a declarat CEO-ul Tesla, Elon Musk, la evenimentul de lansare a noilor modele de baterii de stocare, defășurat la centrul de design al companiei din California.

Bateria de stocare concepută de Tesla pentru utilizare rezidențială poartă numele "Powerwall Home Battery" și este disponibilă în două variante de capacitate de înmagazinare, de 7 și 10 KWh.

Bateria permite proprietarilor de locuințe sau de mici firme, care au instalate panouri solare pe acoperișuri, să-și stocheze energia produsă și chiar să se deconecteze temporar de la rețeaua centralizată de distribuție, dacă doresc. În plus, le permite să-și mențină în funcțiune aparatele și echipamentele electrice când survin pene de curent.

Pentru companii mai mari, Tesla a conceput bateria Powerpack, cu o capacitate de stocare de 100 KWh. Powerpack arată ca un frigider mare și permite utilizatorilor să utilizeze mai multă energie din surse regenerabile, să evite tarifele mari percepute de rețelele de distribuție în momentele de vârf de sarcină și să continue să se alimenteze cu energie electrică atunci când apar blackout-uri.

Tesla a prezentat soluții de stocare și pentru companiile de utilități, producători, furnizori și distribuitori en-gros de electricitate. Acestea permit optimizarea și eficientizarea reacției acestora la modificările survenite în structura cererii și consumului de energie, în condițiile creșterii ponderii energiei din surse regenerabile, intermitente, în totalul producției.

Producția, dependentă de variațiile consumului

La fel cum a făcut și în industria auto, Elon Musk speră să producă o revoluție în business-ul cu energie, scrie Wired. În prezent, producția de energie este legată intrinsec de consumul de electricitate. Companiile de utilități nu stochează energia produsă, ci o livrează imediat în rețelele de transport și distribuție, astfel încât producția trebuie armonizată în fiecare moment cu consumul. Atunci când, de exemplu, aprindem un bec, undeva, o centrală electrică trebuie să-și majoreze aproape imperceptibil producția pentru a face față acestei minuscule majorări a consumului.

Problema cu acest model de operare este că sistemul energetic trebuie să fie capabil să facă față momentelor de maximă cerere de electricitate, sau vârf de sarcină, cum ar fi cele mai călduroase zile din timpul verii, când toate instalațiile de aer condiționat funcționează la capacitate maximă. Tocmai de aceea, sistemul energetic este conceput și menținut în așa fel încât să genereze mult mai multă capacitate decât este nevoie, în cele mai multe momente. De exemplu, sistemul energetic american prezintă un exces de capacitate de circa 30-40%.

Din acest motiv, companiile de utilități își taxează clienții mari parțial în funcție de momentele de consum maxim de energie. Asta pentru că, deși momentele de vârf de consum sunt în general rare, furnizorii trebuie să fie oricând pregătiți să facă față unei creșteri bruște semnificative a cererii, ceea ce implică costuri mari pentru ei.

O altă problemă a acestui model de operare este că este greu adaptabil avântului producției de energie din surse regenerabile. Spre deosebire de hidrocentrale, termocentrale sau centrale electrice pe gaze naturale, parcurile eoliene și solare produc în mod intermitent și sunt dependente de starea vremii și de ciclul zi-noapte. Pentru a face energia regenerabilă cu adevărat eficientă, aceasta trebuie stocată, pentru a putea fi utilizată atunci când este nevoie de ea. Iar baterii precum cele lansate de Tesla exact asta fac.

Eficiența crește, prețul scade

Ideea stocării energiei electrice a apărut în anii 70, spune Ravi Manghani, analist în domeniu la GTM Research, însă nu a progresat prea mult până în anul 2000. În deceniul trecut, creșterea puterii instalate în centrale electrice regenerabile și avansul consemnat în industriile panourilor solare și bateriilor litiu-ion au făcut tot mai atractivă ideea de le permite consumatorilor de energie și companiilor de utilități să-și stocheze energia.

Eficiența bateriilor de stocare a energiei electrice crește cu circa 8% anual, spune Manghani. Se așteaptă, de asemenea, ca prețurile acestor baterii să scadă cu circa 50% în următorii doi-trei ani, este de părere Sam Wilkinson, director de cercetare pentru regenerabile și stocare la IHS Technology. Ieftinirea se va datora parțial chiar celor de la Tesla, arată acesta, și, deși mai e loc destul pentru îmbunătățiri, este un început excelent.

Piața echipamentelor de stocare de energie electrică este compusă din trei segmente: companii de utilități, utilizatori comerciali și utilizatori rezidențiali. Pentru companiile de utilități, este posibil să fie instalate baterii de mari dimensiuni chiar în rețelele electrice de transport și distribuție, făcând sistemele energetice mai sigure și mai eficiente.

În acest fel, structura producției de energie ar putea fi modificată în profunzime. În prezent, rețelele sunt alimentate de un număr relativ mic de centrale electrice de mari dimensiuni. În viitor, o pondere mai mare în totalul producției ar putea-o avea capacitățile de generare de mici dimensiuni, cum ar fi micile instalații eoliene, solare sau pe biomasă. Asta pentru că acestea vor putea stoca energia produsă în baterii conectate la rețelele de transport și distribuție.

Clienții comerciali și-ar putea instala mai multe baterii de stocare, pentru a reduce cantitatea de energie consumată din rețea, în special în momentele de vârf de consum, când tarifele percepute sunt mai mari, economisind astfel sume mari pe facturile lor de electricitate.

Și clienții casnici pot profita. Zeci de mii de proprietari de locuințe americani au panouri solare pe acoperișuri. În prezent, ei folosesc energia produsă pe loc, plătind în acest fel mai puțin pentru curentul preluat din rețelele de distribuție. Însă noaptea sunt nevoiți să se alimenteze tot de la aceste rețele. Bateriile le-ar permite să stocheze surplusul de energie produs de panourile lor solare în timpul zilei, sporindu-și astfel autonomia energetică față de monopolurile din industria de utilități.

Pentru toate gusturile și dimensiunile

Bateria de stocare concepută de Tesla pentru clienții casnici, "Powerwall Home Battery", poate fi montată pe perete, după cum arată și numele său. Are o greutate de circa 100 de kilograme și o grosime de doar 15 centimetri, poate fi livrată în mai multe variante de culori și este disponibilă în două versiuni de capacitate, de 10 KWh, la 3.500 de dolari bucata, și de 7 KWh, la 3.000 de dolari bucata. Bateria este conectată la Internet și are o garanție de 10 ani. Tesla speră să înceapă livrările vara aceasta.

Musk susține că sunt o sumedenie de avantaje pentru consumatori. Dacă se întrerupe curentul de la rețeaua de distribuție, beneficiezi în continuare de alimentare. Poți să-ți umpli bateria de la rețea noaptea, când tarifele sunt reduse. O locuință consumă în medie 30 KWh pe zi, deci Powerwall nu ar fi suficientă pentru deconectarea completă și definitivă de la rețeaua de distribuție, însă e mult mai mult decât nimic.

În Statele Unite, consumatorii care au instalate pe acoperișuri panouri electrice revând în rețelele de distribuție energia pe care o produc la prețuri en gros, însă plătesc acestor rețele energia pe care o consumă la prețuri retail, semnificativ mai mari, ceea ce înseamnă că, pentru ei, instalarea de baterii de stocare ar fi extrem de profitabilă, pentru micșorarea facturilor de electricitate. Elon Musk spune că bateriile au un potențial de succes și mai mare în Europa, de exemplu în Germania, unde diferența dintre prețurile en gros și retail la electricitate este și mai mare decât în SUA.

Pentru consumatorii mai mari, Tesla a lansat bateria Powerpack, de dimensiunile și forma unui frigider. Powerpack a fost deja preluată în teste de mai multe lanțuri de magazine și hypermarketuri.

Companiile de utilități au nevoie de capacități mult, mult mai mari. De aceea, Powerpack a fost concepută modular. Practic, poți instala oricâte baterii Powerpack ai nevoie, conectate între ele. Mai mulți producători și distribuitori deja s-au înscris deja pentru a testa echipamentele Tesla, printre care gigantul de utilități Southern California Edison. Ar fi nevoie de doar 2 miliarde de unități Powerpack pentru a alimenta întreaga lume cu energie regenerabilă stocată în baterii, potrivit lui Elon Musk.

Pasul următor: independență energetică individuală prin microrețele

Penele periodice de curent din cartierul în care locuiește Cassina Tarsia, Oceanside, însemnau că doamna în vârstă de 71 de ani nu putea să-și încarce telefonul mobil sau scaunul cu rotile electric. Dar întreruperile nu mai sunt o problemă. Din februarie anul trecut, garajul ei adăpostește o baterie de mărimea unei valize care stochează elecricitatea produsă de panourile solare de pe acoperișul casei și din rețeaua electrică principală.

Când mai cade curentul, bateria îi poate alimenta cu electricitate casa timp de câteva săptămâni. „Mă întreb ce se va întâmpla în cazul unui mare cutremur și mă gândesc la ce s-a întâmplat în Japonia cu tsunamiul”, spune Tarsia, care a plătit 5.000 de dolari pentru a instala bateria. „Am vrut să fiu pregătită”, a explicat ea.

Tot mai mulți proprietari de locuințe, dar și companii și agenții guvernamentale din Statele Unite își instalează astfel de microrețele electrice, pentru a-și reduce sumele plătite pe facturile la curent, precum și dependența față de monopolurile clasice de utilități.

Cheltuielile anuale pe proiecte de microrețele în SUA vor ajunge la 19,9 miliarde de dolari în 2020, de la 4,3 miliarde de dolari anul trecut, potrivit estimărilor companiei Navigant Research, parțial din cauza îngrijorărilor crescute privind fiabilitatea rețelelor electrice tradiționale.

A scăzut calitatea alimentării de la rețelele clasice

„SUA reprezintă o piață de top pentru microrețele, deoarece calitatea alimentării cu electricitate a scăzut”, spune Peter Asmus, analist la Navigant Research. „Furtunile de pe Coasta de Est din ultimii trei ani au accelerat trendul”, a adăugat el.

Gigantul comerțului online Ebay Inc. a investit în tehnologia necesară pentru un centru de date. Larry Ellison, CEO al Oracle Corp. și mogulul britanic Richard Branson intenționează să-și instaleze microrețele pe insulele lor. Chiar și penitenciarul Santa Rita deține una.

Microrețelele sunt o alternativă pentru generarea, stocarea și folosirea electricității. Versiunile sofisticate funcționează precum niște sisteme electrice de scală mică, ce aduc împreună diferite surse de energie și care pot opera în mod independent în caz de urgență.

Spre deosebire de generatoarele diesel, care au fost folosite de mult timp pentru alimentarea cu electricitate în situații de urgență, microrețelele moderne integrează frecvent baterii cu multiple surse de curent electric, inclusiv panouri solare, turbine eoliene și centrale pe gaze.

Potențial uriaș și pentru proprietarii de locuințe

Proprietarii de locuințe abia încep să exploreze microrețelele, dar ei pot, într-un final, să determine creșterea industriei, mai ales în zone cu prețuri ridicate la electricitate, precum California, Hawaii și regiunea de nord-est a SUA, spun analiștii.

Familiile cu facturi mari la utilități pot justifica cheltuiala mai repede decât instituțiile mari, care s-ar putea vedea nevoite să bage milioane într-un proiect, explică Brian Carey, consultant principal pe tehnologie verde la PricewaterhouseCoopers. El estimează că proprietarii de case vor trece la microrețele cu o viteză mai mare decât universitățile și corporațiile.

Deocamdată, costul ridicat al bateriilor este una dintre piedicile pentru o adoptare mai largă. O unitate casnică poate costa de la câteva mii de dolari la câteva zeci de mii de dolari. Prețul variază mult în funcție de cât de multe aparate electrocasnice și gadgeturi trebuie să fie alimentate și pentru cât timp.

O baterie care poate să țină un frigider în funcțiune este semnificativ mai ieftină, de exemplu, decât una care este necesară pentru a alimenta mașinile electrice, pentru a încălzi o cadă cu apă sau pentru a a avea aer condiționat în casă timp de o zi.