Dominacja baterii litowo-jonowych hamuje rozwój magazynowania długoterminowego? Raport ekspertów z USA

Bateryjne magazyny energii oparte na ogniwach litowo-jonowych zdominowały globalny rynek magazynowania. Ich przewaga wynika z niskich kosztów oraz wysokiej sprawności w obiegu zamkniętym. Eksperci z amerykańskich instytutów badawczych wskazują jednak na drugą stronę medalu. Taka dominacja rynkowa utrudnia pozyskanie finansowania dla alternatywnych technologii. Chodzi o rozwiązania zdolne do przetrzymywania energii przez kilkanaście godzin, dni, a nawet tygodnie.

Brak jednej definicji długoterminowego magazynowania energii

Wokół pojęcia długoterminowego magazynowania energii narosło wiele rozbieżności interpretacyjnych. Departament Energii USA rygorystycznie stawia granicę na poziomie co najmniej 10 godzin ciągłego rozładowania, co pozwala bilansować system w trakcie wielodniowych okresów bezwietrznych lub zmian sezonowych. Tymczasem branża komercyjna stosuje znacznie luźniejsze kryteria, określając mianem technologii długoterminowych już systemy pracujące od 4 do 8 godzin.

Will McNamara, analityk z Sandia National Laboratories, zwraca uwagę na dodatkowy problem pojęciowy. Rynek wykazuje tendencję do utożsamiania LDES z jednym konkretnym rozwiązaniem technicznym. W rzeczywistości pod tym szyldem kryją się setki zróżnicowanych technologii – od baterii przepływowych i magazynów termicznych, przez rozwiązania mechaniczne, aż po tradycyjną hydroenergetykę.

Dominacja USA w BESS i historyczna rola elektrowni szczytowo-pompowych

Stany Zjednoczone pozostają światowym liderem pod względem zainstalowanych mocy w magazynach sieciowych:

• W USA znajduje się niemal 49% ze 1643 działających na świecie projektów magazynowania energii.
• Całkowita moc działających wielkoskalowych magazynów BESS w USA przekroczyła 50 GW.
• Tylko w pierwszym kwartale 2026 roku w USA zainstalowano 9,7 GWh nowych pojemności w bateriach (wzrost o 32% rok do roku).
• Prognozy wskazują, że do 2031 roku łączna moc BESS w USA osiągnie 200 GW / 655 GWh, z czego 85% przypadnie na sektor użyteczności publicznej.

Mimo dynamicznego przyrostu baterii litowo-jonowych, ponad 90% obecnej pojemności długoterminowej w USA nadal stanowią elektrownie szczytowo-pompowe. Ich łączną pojemność w ścisłej definicji LDES szacuje się na około 16 GWh.

Baterie litowo-jonowe wygrywają w bankach, ale mają ograniczenia

Banki i instytucje finansowe chętnie finansują projekty litowo-jonowe ze względu na ich dojrzałość technologiczną i przewidywalne przychody. Standardowy magazyn litowo-jonowy projektowany jest jednak na 4 godziny pracy. Zdarzają się wyjątki – takie jak projekt Tumbleweed w Kalifornii (125 MW / 1000 MWh, czyli 8 godzin rozładowania) – ale nie jest to regułą.

Jeremy Twitchell z Pacific Northwest National Laboratory podkreśla, że rynek musi stworzyć mechanizmy wynagradzania za długoterminowe wsparcie sieci.

Z analiz PNNL wynika, że połączenie tradycyjnych elektrowni gazowych w cyklu kombinowanym z magazynem LDES o sprawności rzędu 60% jest bardziej opłacalne niż uruchamianie szczytowych bloków gazowych. Mimo to inwestorzy wolą obecnie 4-godzinne baterie litowo-jonowe, ponieważ zapewniają one szybszy i wyższy zwrot z kapitału.

Nadchodzą zmiany regulacyjne w 2027 roku

Anna Siefken z organizacji Long Duration Energy Storage Council zwraca uwagę, że barierą dla rynkowego debiutu alternatywnych technologii – takich jak baterie przepływowe z wanadem – nie jest brak technologii, lecz brak odpowiednich modeli rynkowych.

Obecne rynki mocy w USA wynagradzają dostawy energii w krótkim horyzoncie, a nie zdolność do ciągłego zasilania sieci przez kilka dni z rzędu.

Sytuacja może się zmienić na początku 2027 roku. Wtedy w wielu stanach USA ruszają nowe sesje legislacyjne. Oczekuje się wprowadzenia specjalnych koszyków zakupowych i aukcji dedykowanych wyłącznie dla magazynów o czasie pracy powyżej 8 godzin.