Uute energiaallikate ulatusliku-arenduse ja kasutamisega ning kasvavate nõudlustega elektrienergia mitmekesisuse ja töökindluse järele on elektrisüsteemi kõik aspektid, alates tootmisest kuni tarbimiseni, läbi põhjalikud muutused. Energiasalvestustehnoloogiad ja -süsteemid on murdnud traditsiooniliste elektrisüsteemide reaalajas{2}}toite tasakaalu kitsaskoha, suurendades oluliselt elektrisüsteemi paindlikkust. See omakorda tingib otseselt algselt fossiilkütustel domineerinud energiaarhitektuuri järkjärgulise muutumise uute energiaallikate domineerivaks arhitektuuriks ning see protsess süveneb pidevalt.
Võrreldes teiste vormidegaenergia salvestamise tehnoloogiad, aku energiasalvestussüsteemidel (BESS) on erinevad juhtimisomadused ja lai valik integreerimismeetodeid. See võimaldab BESS-il mitmel viisil rahuldada nii elektrisüsteemi kui ka tarbijate vajadusi, äratades seeläbi laialdast tähelepanu. Lisaks mõjutab BESS-i integratsioonitehnoloogia uurimine otseselt BESS-i arengut ja sellest on saanud üks võtmetehnoloogiaid selle laiaulatuslikul-rakendusel ja populariseerimisel.
Ülevaade energia salvestamise turust
Zhongguancun Energy Storage Industry Technology Alliance'i (CNESA) ülemaailmse energiasalvestusprojektide andmebaasi mittetäieliku statistika kohaselt ulatus 2019. aasta lõpu seisuga kogu maailmas energiasalvestusprojektide (sealhulgas pumphüdroakumulatsiooni, akuenergia salvestamise, sulasoola soojusenergia salvestamise, hooratta energiasalvestuse ja muude energiasalvestusmeetodite) installeeritud võimsus 1,2}2}}, 4 aastat{{6}. kasv 1,9%. Sellest suurim kumulatiivne installeeritud võimsus 171,0 GW oli pumphüdrohoidlatel, mis on 0,2% suurem kui aasta-a-aasta; aku energia salvestamine, mille kumulatiivne installeeritud võimsus on 9520,5 MW; aku energiasalvestustehnoloogiate hulgas oli liitiumioonakudel suurim kumulatiivne installeeritud võimsus – 8454,2 MW, nagu on näidatud joonisel.
Globaalsete energiasalvestusprojektide kumulatiivne installeeritud võimsus (MW)
2019. aasta lõpuks jõudis Hiina energiasalvestusprojektide kumulatiivne installeeritud võimsus 32,4 GW-ni, mis moodustab 17,6% maailmaturust, mis on 3,6% rohkem kui -aasta-aasta. Sellest suurim kumulatiivne installeeritud võimsus (30,3 GW) oli pumphüdrohoidlatel, mis on 1,0% suurem kui aasta-kasv-aastaga võrreldes; aku energiasalvestus oli teisel kohal 1709,6 MW kumulatiivse installeeritud võimsusega, mis on 59,4% suurem-aasta-kasv võrreldes aastaga. Erinevatest aku energiasalvestustehnoloogiatest oli liitium{16}}ioonakudel suurim kumulatiivne installeeritud võimsus – 1377,9 MW, nagu on näidatud alloleval joonisel.
Hiina energiasalvestusprojektide kumulatiivne installeeritud võimsus (ühik: MW)
Ehkki füüsilised energiasalvestusmeetodid, mida esindavad pumphüdroakumulatsioon, domineerivad endiselt ülemaailmsetes energiasalvestusprojektides, moodustades 92,6%, nende esialgsed investeerimiskulud on kõrged ja kulude vähendamiseks on tulevikus vähe ruumi ning neil on kõrged nõuded geograafilisele asukohale. Akuenergia salvestamine kui oluline elektrienergia salvestamise vorm on viimastel aastatel kiiresti arenenud. BESS-il (Battery Energy Storage Systems) on tehnilised eelised, nagu paindlik rakendamine, väikesed konversioonikaod, kiire reageerimiskiirus, kõrge reguleerimise täpsus ning need ei ole piiratud geograafiliste tingimustega, mistõttu need sobivad masstootmiseks ja suuremahulisteks -mitme{4}}väljarakendusteks. Veelgi olulisem on see, et erinevate aku energiasalvestussüsteemide maksumus väheneb veelgi 50–60%. Seetõttu kasvab Rahvusvahelise Taastuvenergia Agentuuri (IRENA) andmetel ülemaailmne BESS-i skaala 2030. aastaks kiiresti 175 GW-ni. CNESA prognoosi kohaselt kasvab Hiina akuenergia salvestamise turu maht aastatel 2020–2024 pidevalt, aastane liitkasvumäär on 55–65%, ulatudes üle 24 GW-ni 24 GW võrra.
Akuenergia salvestamise projektide piirkondlik jaotus on aga endiselt väga ebaühtlane. Kuigi 2019. aastal võeti uusi akuenergia salvestamise projekte kasutusele 49 riigis või piirkonnas üle maailma, moodustasid 2019. aastal kogu maailmas lisandunud võimsusest 91,6% esikümme riiki, mida esindavad Hiina, Ameerika Ühendriigid, Ühendkuningriik, Saksamaa ja Austraalia. 2018. aastal 2019. aastal esikohale. Lõuna-Korea, mis oli 2017. aastal kolmandal ja 2018. aastal esikohal, nägi 2019. aastal uute akuenergia salvestamise projektide seiskumist ohutusintsidentide tõttu.
2019. aastal olid Hiina suurimate äsja paigaldatud akuenergia salvestamise projektidega esikümnes (autonoomsed piirkonnad, omavalitsused) Guangdong, Jiangsu, Hunan, Xinjiang, Qinghai, Peking, Anhui, Shanxi, Zhejiang ja Henan. Nende kümne provintsi (autonoomsed piirkonnad, omavalitsused) kombineeritud uus tootmisvõimsus moodustas 2019. aastal 88,9% Hiina uuest koguvõimsusest.
Tänu pidevatele edusammudele energia salvestamise tehnoloogias ja hästi{0}}arenenud elektriturule Ameerika Ühendriikides on akuenergia salvestamisest saanud kõige kiiremini-kasvav energiasalvestustehnoloogia USA-s ning seda kasutatakse laialdaselt kõigis elektrisüsteemi aspektides, sealhulgas tootmises, edastamises, jaotamises ja tarbimises, moodustades suhteliselt selge tehnoloogilise tegevuskava ja tõhusa ärimudeli.
2019. aastat nimetati USA energiasalvestite tööstuse murranguaastaks, kus akuenergia salvestamise koguvõimsus ulatus sel aastal 1600 MW-ni. Energy Storage Association (ESA) 2019. aasta energiasalvestuse seire aastaraamatus avaldatud viimaste andmete kohaselt ulatus USA-s 2019. aastal energiasalvestite uus installeeritud võimsus kokku 522,7 MW/1113 MWh, ainuüksi neljandas kvartalis oli see 186,4 MW/264,2 MWh. McKinsey & Company prognoosib, et USA akuenergia salvestamise võimsus on 2020. aastal kolm korda suurem kui 2019. aastal, 2021. aastaks enam kui kahekordne ja 2025. aastaks jõuab 7,3 GWni; 2019. aasta koguinvesteering USA energiasalvestusturule oli 712 miljonit dollarit, samas kui see peaks 2020. aastal hüppama 2 miljardi dollarini.
Tulenevalt erinevustest elektrisüsteemides ja elektrinõudluses nii riigisiseselt kui ka rahvusvaheliselt on erinevad ka akuenergia salvestamise tehnoloogia peamised kasutusvaldkonnad. Võttes näiteks liitium-ioonaku energiasalvestussüsteemid, on ülemaailmselt levinumad rakendused võrgu poolel, nagu sageduse reguleerimine, tipptaseme raseerimine ja abiteenused, mis moodustavad 52,7%, millele järgneb taastuvenergia integreerimise toetamine 28,9% ja hajutatud ja mikrovõrgurakendused kasutaja poolel 18,4%. Hiinas on taastuvenergia integreerimise toetamine kõige levinum rakendus, mis moodustab 37,7%, millele järgnevad võrgu{7}}poolsed ja kasutaja-poolsed rakendused vastavalt 25% ja 25,3%.
Kuigi 2019. aasta kasvutempo oli 2018. aasta globaalse energiasalvestusturu 126%-lise kasvuga võrreldes suhteliselt aeglasem, jätkab energia salvestamine tugevat kasvutrendi, kuna suuremad riigid süvendavad energia üleminekut ja suurendavad nõudmisi elektrisüsteemide paindlikkusele. Sellest on juba saanud riikide jaoks võtmetehnoloogia oma energiastrateegiliste eesmärkide saavutamiseks. Seetõttu ulatus 2020. aasta juuni seisuga ülemaailmselt töötavate energiasalvestusprojektide kumulatiivne installeeritud võimsus 185,3 GW-ni, Hiina kumulatiivne installeeritud võimsus 32,7 GW-ni. Sellest akuenergia salvestamise ülemaailmne kumulatiivne installeeritud võimsus ulatus 10 112,3 MW-ni, ületades 10 GW piiri, mis tähendab 36,1% kasvu aastaga-on-aastaga, samal ajal kui Hiina kumulatiivne installeeritud võimsus ulatus 1831,0 MW-ni, mis on aasta-}.9% tõus-.9%.