Le batterie su scala di rete stanno finalmente diventando ampiamente utilizzate, scrive The Economist
La decarbonizzazione della catena di fornitura elettrica mondiale richiederà qualcosa di più che semplici pannelli solari e turbine eoliche, che fanno affidamento sulla luce solare e su un vento costante per generare energia.
Una soluzione a questo problema è l'archiviazione su scala di rete, ma non ce ne sono abbastanza. L’Agenzia internazionale per l’energia (IEA) stima che la capacità globale di stoccaggio delle batterie dovrà aumentare da meno di 200 gigawatt (GW) dell’anno scorso a più di un terawatt (TW) entro la fine del decennio e a quasi 5 TW entro il 2050, se il mondo è raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette (vedi grafico 1).
Fortunatamente, però, il business dello stoccaggio dell’energia in rete sta finalmente guadagnando slancio.
Tradizionalmente, lo stoccaggio su scala di rete si basava su sistemi idroelettrici che spostavano l’acqua tra i serbatoi nella parte superiore e inferiore di un pendio. Al giorno d'oggi viene sempre più scelto il metodo delle batterie stazionarie giganti disposte in file.
Secondo l’IEA, lo scorso anno sono stati installati in tutto il mondo 90 GW di batterie, il doppio della quantità nel 2022. Di questi, circa due terzi erano per la rete e il resto per altre applicazioni come quella solare o residenziale.
I prezzi stanno scendendo e si stanno sviluppando nuovi metodi. La società di consulenza Bain stima che il mercato per lo stoccaggio dell’energia su scala di rete potrebbe espandersi da circa 15 miliardi di dollari nel 2023, a 200 miliardi di dollari, a 700 miliardi di dollari entro il 2030, e successivamente a 1-3 trilioni di dollari entro il 2040.
Il calo dei prezzi delle batterie al litio ne sta spingendo l’utilizzo nella rete. Secondo il gruppo di ricerca BloombergNEF, il prezzo medio delle batterie stazionarie al litio misurato in kilowattora è diminuito di circa il 40% tra il 2019 e il 2023.
Il rallentamento del ritmo di acquisto di veicoli elettrici, che funzionano con tecnologie simili, ha spinto i produttori di batterie a interessarsi maggiormente allo stoccaggio dell’energia in rete.
Nel 2019, le batterie stazionarie al litio costavano quasi il 50% in più rispetto a quelle utilizzate nei veicoli elettrici. Questa differenza è ora scesa a meno del 20% poiché sono stati aggiunti i produttori (vedi grafico 2).
L’IEA calcola che l’energia solare combinata con le batterie è ora competitiva con l’elettricità alimentata a carbone in India ed è sulla buona strada per diventare più economica dell’energia alimentata a gas in America entro pochi anni.
Il centro mondiale della produzione di batterie è la Cina. Ospita quattro dei cinque maggiori produttori mondiali, comprese le major CATL e BYD (vedi grafico 3). La quota globale della Cina nella produzione di batterie progettate per lo stoccaggio stazionario è cresciuta da quasi zero nel 2020 a circa un quinto lo scorso anno.
La crescita è stata aiutata dalle politiche nazionali che hanno imposto che i grandi progetti di energia solare ed eolica installino anche spazi di stoccaggio.
Le aziende produttrici di batterie cinesi sono estremamente innovative. CATL, ad esempio, ha aumentato di otto volte gli investimenti in ricerca e sviluppo dal 2018, raggiungendo i 2.5 miliardi di dollari l’anno scorso. BYD, che ha investito molto nella robotica e nell’intelligenza artificiale, ha costruito un impianto di batterie nella città cinese di Hefei.
Questa struttura è quasi completamente automatizzata. Ma il settore ha anche un eccesso di capacità. Secondo BloombergNEF, la Cina produce già abbastanza batterie al litio per soddisfare la domanda globale di tutti i tipi. Il suo settore ha annunciato piani per ulteriori 5.8 terawattora (TWh) di capacità entro il 2025, più del doppio dell’attuale capacità globale di 2.6 TWh.
Ciò sarà disastroso per molte aziende del settore delle batterie, comprese quelle che producono per la rete. Secondo il gruppo di ricerca Benchmark Mineral Intelligence, la costruzione di 19 fabbriche di batterie in Cina è stata annullata o rinviata nei primi sette mesi del 2024.
Il calo dei prezzi ha colpito anche molte startup occidentali coinvolte nella produzione di batterie. Un esempio è l'azienda svedese Northvolt, considerata da alcuni la risposta europea ai campioni cinesi.
L’anno scorso ha registrato una perdita di 1.2 miliardi di dollari, in calo rispetto ai 285 milioni di dollari del 2022. Il risultato di tutto ciò sarà probabilmente un’ondata di consolidamento, come aveva previsto all’inizio di quest’anno Robin Zeng, capo della CATL.
paradosso
Tuttavia, i fallimenti di alcuni produttori di batterie sono qualcosa che può aiutare, piuttosto che danneggiare. I prezzi potrebbero scendere ulteriormente poiché le aziende più produttive acquisiscono una quota maggiore del mercato.
La forte concorrenza sta già guidando l’innovazione, poiché le aziende sono alla ricerca di nuove tecnologie che le aiutino a essere competitive. Le batterie agli ioni di sodio sono un’alternativa molto promettente. Non necessitano del costoso litio e, sebbene abbiano una densità energetica inferiore, questo non rappresenta un grosso problema per le batterie stazionarie.
I produttori si stanno affrettando a sviluppare la tecnologia per la rete. Alcune startup stanno adottando iniziative coraggiose. Natron, una società americana sostenuta dal colosso petrolifero Chevron, investirà 1.4 miliardi di dollari per costruire un impianto di batterie agli ioni di sodio nella Carolina del Nord, la cui apertura è prevista nel 2027.
Landon Mossburg, CEO di Peak Energy, una startup di ioni di sodio, afferma che vuole che la sua azienda diventi la versione americana della CATL cinese.
Tom Jensen, capo della startup Freyr Battery, ritiene che l’unico modo in cui le aziende occidentali di batterie possano competere sia attraverso le nuove tecnologie. L’elenco degli approcci innovativi è in continua crescita.
La startup EnerVenue sta lanciando una batteria al nichel-idrogeno. L’azienda ha raccolto oltre 400 milioni di dollari e costruirà una fabbrica nel Kentucky che spera possa produrre batterie economiche in grado di immagazzinare energia per lunghi periodi.
Aumentare l'offerta
Queste nuove tecnologie sono adatte a soddisfare la crescente domanda di energia da parte dei data center, che i giganti della tecnologia vogliono alimentare con energia rinnovabile.
Il fatto che le batterie agli ioni di sodio siano meno inclini a prendere fuoco rispetto a quelle a base di litio le rende particolarmente attraenti per le aziende tecnologiche perché riduce i costi di sicurezza, osserva Jeff Chamberlain, capo della società di investimenti Volta Energy Technologies, che si concentra sullo stoccaggio dell’energia. Attività commerciale. Colin Wessels, CEO della startup Natron, osserva che l'azienda prevede di fornire batterie principalmente ai data center.
Le enormi esigenze dei data center portano anche a lacune nell’infrastruttura di rete, necessaria per generare e trasmettere energia. Una durata della batteria più lunga come quella di EnerVenue può risolvere questo problema.
Aaron Zubaty, amministratore delegato della società energetica Eolian, prevede importanti innovazioni nei metodi di stoccaggio dell’energia per soddisfare la crescente domanda di reti elettriche nel prossimo decennio.
Pertanto lo storage su scala di rete sta avanzando rapidamente. "Le batterie hanno fatto in cinque anni ciò che l'energia solare ha impiegato 15 anni a fare", osserva un analista. Come afferma Fatih Birol, capo dell'agenzia IEA: "Le batterie stanno cambiando le regole del gioco sotto i nostri occhi"./Monitor