Zwiększający się udział OZE w krajowym miksie energetycznym prowadzi do zwiększenia dostępności taniej, ale niedyspozycyjnej i niestabilnej energii elektrycznej. Stabilność i bezpieczeństwo pracy sieci oraz efektywne wykorzystanie OZE wymagają bilansowania podaży i popytu, dlatego tak istotnym elementem systemu energetycznego stają się magazyny energii.
Jednocześnie, globalny rynek pojazdów elektrycznych rozwija się bardzo dynamicznie stymulując rozwój technologii bateryjnych o coraz lepszych parametrach. Wraz z rozwojem branży zwiększa się ilość używanych i częściowo zdegradowanych ogniw litowo-jonowych. Akumulatory te nie spełniają już wymagań branży automotive, jednak nadal zachowują znaczną część pierwotnej pojemności. Ponowne wykorzystanie ogniw (tzw. second-life batteries) w roli stacjonarnych magazynów energii pozwala nie tylko zwiększyć efektywność ekonomiczną całego cyklu życia zasobu, ale również redukuje ślad środowiskowy poprzez opóźnienie momentu recyklingu oraz zmniejszenie zapotrzebowania na metale ziem rzadkich, takie jak lit, kobalt czy nikiel.
Potencjalne korzyści są znaczące: redukcja kosztów inwestycyjnych, zwiększenie dostępności magazynów energii, a także ograniczenie problemów związanych z gospodarką odpadami elektrochemicznymi. Z drugiej strony, pojawia się szereg wyzwań natury technicznej, ekonomicznej oraz regulacyjnej, które ograniczają masowe wdrożenia tego typu rozwiązań. Bardzo istotne stają się tutaj kwestie związane z bezpieczeństwem eksploatacji ogniw używanych i odpowiedzialnością dostawców.
Naturalnym obszarem zastosowań ogniw bateryjnych second-life są stacjonarne systemy magazynowania energii podłączone do sieci elektroenergetycznej. Tutaj priorytetem jest dostępna pojemność i moc, a nie gęstość energii czy niska masa. Dzięki temu baterie drugiego życia, mimo częściowej degradacji, będą znajdywały nowe zastosowanie w magazynach sieciowych.
Jedną z funkcjonalności magazynów energii jest możliwość poprawy parametrów i jakości napięcia w sieciach dystrybucyjnych. Rozwiązanie takie zostało opracowane i wdrożone przez Apator S.A. w ramach prowadzonych prac badawczych i projektów pilotażowych. Realizacja poprawy jakości napięcia i stabilizacja sieci realizowana jest poprzez symetryzację napięć fazowych w punkcie przyłączenia zasobnika do sieci, regulację napięcia (obniżanie lub podwyższanie) zadawaną mocą czynną i/lub bierną, kompensację mocy biernej oraz kompensację wyższych harmonicznych. Są to cechy i funkcjonalności niezwykle pożądane w sieci, pozwalające ograniczyć negatywny wpływ źródeł odnawialnych na sieć. Ich realizacja wymaga zastosowania dedykowanej konstrukcji magazynu oraz zaawansowanego algorytmu zarządzania energią i sterowania pracą zasobnika. Możliwość takiej pracy zademonstrowano podczas pilotażowych projektów realizowanych przez Apator z operatorami systemu dystrybucyjnego.
Wnioski z prowadzonych prac są następujące – wykorzystanie baterii drugiego życia w stacjonarnych systemach magazynowania energii stanowi obiecującą odpowiedź na dwa kluczowe wyzwania współczesnej gospodarki: rosnące zapotrzebowanie na elastyczne zasoby energetyczne oraz konieczność ograniczenia wpływu przemysłu akumulatorowego na środowisko. Analiza zalet i wad wskazują, że rozwiązanie takie może zaoferować istotne korzyści ekonomiczne i ekologiczne, jednak pełne wykorzystanie jego potencjału wymaga dalszych działań w obszarze badań i regulacji. W chwili obecnej takie działania mają charakter pilotażowy, demonstrując możliwości – jednak do ich komercyjnego zastosowania na szeroką skalę wymaganych jest wiele zmian, zarówno w otoczeniu legislacyjnym jak i technicznym.
dr inż. Szymon Piasecki
Menedżer Rozwoju Biznesu w Apator SA. Specjalizuje się w zagadnieniach związanych z rozwojem źródeł rozproszonych, ich wpływem na sieć elektroenergetyczną oraz magazynowaniem energii. W firmie Apator odpowiada za rozwój produktów dedykowanych branży OZE oraz elektromobilności, łącząc wiedzę techniczną z perspektywą biznesową. Absolwent studiów drugiego i trzeciego stopnia na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej, z którym stale współpracuje w ramach działalności naukowej. Doświadczenie zawodowe zdobywał w firmach APS Energia, Zakład Energoelektroniki Twerd Sp. z o.o. oraz obecnie w Grupie Apator.