Ngã ba đường cho việc lưu trữ năng lượng

Chúng ta đang dần quen với những năm kỷ lục về lưu trữ năng lượng và năm 2024 cũng không ngoại lệ. Nhà sản xuất Tesla đã triển khai 31,4 GWh, tăng 213% so với năm 2023 và nhà cung cấp thông tin thị trường Bloomberg New Energy Finance đã nâng dự báo của mình hai lần, kết thúc năm với dự đoán gần 2,4 TWh lưu trữ năng lượng pin vào năm 2030. Con số này có thể là ước tính thấp.

Vòng phản hồi tích cực và tăng trưởng theo cấp số nhân là những thứ rất khó dự đoán. Con người không được thiết lập tốt để xử lý các số mũ. Vào năm 2019, lưu trữ thủy điện tích năng (PHS) cung cấp 90% sản lượng điện lưu trữ năng lượng toàn cầu (được đo bằng gigawatt), nhưng pin được thiết lập để vượt qua con số đó vào năm 2025 và khả năng lưu trữ năng lượng liên quan của nó, tính bằng gigawatt-giờ, vào năm 2030.

Pin là một công nghệ, không phải nhiên liệu, và tuân theo “tốc độ học tập” giảm giá giống như chất bán dẫn của thiết bị năng lượng mặt trời hơn là tài sản năng lượng truyền thống. Theo các nhà nghiên cứu tại nhóm nghiên cứu RMI, chi phí pin đã giảm khoảng 29% cho mỗi lần tăng gấp đôi quy mô thị trường trong những thập kỷ gần đây.

Một thế hệ mới của pin lithium ferro-phosphate (LFP) “3xx Ah” – 305Ah, 306Ah, 314Ah, 320Ah – đã đi vào sản xuất, cung cấp mật độ năng lượng cao hơn và chi phí đơn vị thấp hơn so với pin 280Ah. Chúng cần cấu hình lại dây chuyền sản xuất tối thiểu do có hệ số hình dạng lăng trụ tương tự.

Nhu cầu xe điện (EV) chậm hơn dự kiến ​​đã gây ra tình trạng cung vượt cầu, làm giảm giá nguyên liệu thô của pin và gây ra sự cạnh tranh gay gắt về giá. Năm 2024, giá hệ thống lưu trữ năng lượng (ESS) trung bình đã giảm 40% xuống còn 165 đô la/kWh, mức giảm mạnh nhất từng được ghi nhận. Chi phí của Trung Quốc thấp hơn đáng kể, vì giá ESS trung bình trong một cuộc đấu thầu 16 GWh của PowerChina đã66,3 đô la/kWh vào tháng 12 năm 2024.

Nhảy cóc dài ngày

Chi phí cell giảm không cân xứng có lợi cho các hệ thống lưu trữ năng lượng dài hạn. Các dự án này, với các thành phần chi phí cell cao hơn, đang trở nên khả thi nhanh hơn dự kiến, do đó các địa điểm có lưu trữ dài hạn đang "vượt qua" các loại pin một đến hai giờ để điều chỉnh tần số lưới điện và chuyển tải tại Hoa Kỳ và Úc.

Ví dụ, Dự án Biển Đỏ của Ả Rập Xê Út hiện đang sở hữu “lưới điện siêu nhỏ lớn nhất thế giới” – hệ thống lưu trữ năng lượng mặt trời 400 MW và pin 225 MW/1,3 GWh (BESS).

Ả Rập Xê Út có 33,5 GWh pin đang hoạt động, đang xây dựng hoặc đã đấu thầu - tất cả đều có thời gian lưu trữ từ bốn đến năm giờ - và thêm 34 GWh nữa được lên kế hoạch theo chiến lược năng lượng Tầm nhìn 2030 của mình. Điều đó có thể đưa Ả Rập Xê Út vào top năm thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu vào năm 2026. Động lực tương tự có thể xảy ra trên khắp vành đai mặt trời Trung Đông và Bắc Phi (MENA), từ Maroc đến Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, định vị khu vực này là một nước xuất khẩu năng lượng sạch và tất cả đều nằm ngoài tầm ngắm của các nhà dự báo, nhờ vào tốc độ phát triển.

Địa phương và toàn cầu

Mặc dù có xu hướng hứa hẹn, chuỗi cung ứng pin vẫn do Trung Quốc thống trị. Các nỗ lực củng cố chuỗi cung ứng khu vực phần lớn đã phải vật lộn để cạnh tranh. Sự sụp đổ của Britishvolt tại Vương quốc Anh và việc nộp đơn xin bảo hộ phá sản của Northvolt tại Liên minh châu Âu là những ví dụ rõ ràng. Điều đó không ngăn cản các nỗ lực xây dựng chuỗi cung ứng pin trong bối cảnh thế giới bảo hộ nhiều hơn.

Đạo luật Giảm lạm phát của Hoa Kỳ khuyến khích sản xuất BESS địa phương và thuế nhập khẩu đối với các sản phẩm của Trung Quốc nhằm mục đích tạo việc làm và giảm sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu. Tuy nhiên, các biện pháp đó có nguy cơ làm chậm quá trình áp dụng lưu trữ năng lượng quy mô lưới điện và EV do chi phí cao hơn trong ngắn hạn.

Trung Quốc đã trả đũa bằng cách tranh luậnmột kế hoạchcấm xuất khẩu thiết bị sản xuất catốt và anot cũng như công nghệ chiết xuất và tinh chế lithium. Ngay cả khi ESS và sản xuất cell pin được nội địa hóa, nguyên liệu thô vẫn sẽ tập trung ở Trung Quốc, đẩy nút thắt cổ chai lên thượng nguồn.

Vào năm 2025, thị trường lưu trữ năng lượng toàn cầu có thể chia thành hai. Các thị trường bảo hộ như Hoa Kỳ, Ấn Độ và MENA sẽ ưu tiên chuỗi cung ứng nội địa hóa để tạo việc làm trong khi Nam Bán cầu sẽ tập trung vào nhập khẩu miễn thuế, để thúc đẩy khả năng chi trả và tăng trưởng kinh tế.

Động thái đó phản ánh các cuộc tranh luận về toàn cầu hóa trong lịch sử như Luật Ngô của những năm 1800. Ngành lưu trữ năng lượng phải đối mặt với những căng thẳng tương tự giữa đổi mới do thương mại thúc đẩy và rủi ro bất bình đẳng kinh tế và mất việc làm.

Con đường phía trước

Do đó, năm 2025 sẽ đánh dấu một bước ngoặt khác cho ngành lưu trữ năng lượng. Khi tiến bộ công nghệ và chi phí giảm thúc đẩy quá trình áp dụng và đưa ra giải pháp lưu trữ dài hạn hơn, cũng như tính khả thi của lưới điện 100% năng lượng tái tạo, các thị trường ngày càng sẵn sàng định hình lại bối cảnh năng lượng của họ. Cuộc đua toàn cầu giành quyền thống trị chuỗi cung ứng nhấn mạnh rằng lưu trữ năng lượng không còn chỉ là một công nghệ hỗ trợ nữa mà là một trụ cột trung tâm của quá trình chuyển đổi năng lượng.

Sự phân chia chuỗi cung ứng toàn cầu, được thúc đẩy bởi các chính sách bảo hộ, đặt ra những câu hỏi cấp bách về công bằng năng lượng và đổi mới. Liệu động lực thúc đẩy sản xuất nội địa hóa có thúc đẩy khả năng phục hồi hay sẽ làm chậm tiến trình ở các thị trường phụ thuộc vào hàng nhập khẩu giá rẻ và chỉ dịch chuyển "điểm nghẽn" xa hơn về phía thượng nguồn?

Khi điều hướng những động lực này, lĩnh vực lưu trữ năng lượng có tiềm năng làm được nhiều hơn là nền kinh tế năng lượng – nó có thể thiết lập tiền lệ về cách các ngành công nghiệp có thể cân bằng cạnh tranh, hợp tác và tính bền vững khi đối mặt với những thách thức toàn cầu. Các quyết định được đưa ra ngày hôm nay sẽ có tác động lâu dài đến tận năm 2025, định hình không chỉ quá trình chuyển đổi năng lượng mà còn cả quỹ đạo kinh tế xã hội rộng lớn hơn trong những thập kỷ tới.