Кріогенні системи зберігання енергії у 2025 році: трансформація стійкості енергосистеми та відкриття нових джерел вартості. Досліджуйте, як передові кріогенні технології формують наступну еру зберігання енергії.

• Виконавче резюме та ключові висновки
• Розмір ринку, темпи зростання та прогнози на 2025–2029 роки
• Огляд технології: принципи кріогенного зберігання енергії
• Основні гравці та ініціативи галузі (наприклад, Highview Power, Sumitomo Electric)
• Кейс-стаді впровадження та глобальний проектний pipeline
• Тенденції витрат, ефективність та показники продуктивності
• Політика, регуляторні та інтеграційні аспекти енергосистеми
• Конкурентне позиціонування в порівнянні з іншими технологіями зберігання тривалого терміну
• Інноваційний pipeline: НДДКР, патенти та рішення наступного покоління
• Перспективи: можливості, виклики та стратегічні рекомендації
• Джерела та посилання

Виконавче резюме та ключові висновки

Кріогенні системи зберігання енергії (CESS) стають ключовою технологією в глобальному переході до низьковуглецевих енергосистем, пропонуючи масштабне, тривале зберігання енергії шляхом рідинного окиснення повітря або інших газів при надзвичайно низьких температурах. Станом на 2025 рік сектор спостерігає прискорену комерціалізацію, зумовлену необхідністю балансування переривчастого відновлювального виробництва та підвищення стійкості енергосистеми.

Ключові проекти та впровадження у Великій Британії та Китаї встановлюють еталони для галузі. Highview Power, піонер у Великій Британії, ввела в експлуатацію перший у світі комерційний завод з рідинного повітряного зберігання енергії (LAES) поблизу Манчестера з потужністю 50 МВт/250 МВт·год. Компанія просуває подальші проекти, включаючи установку потужністю 300 МВт·год у Керрінгтон, і оголосила про плани на багато ГВт·год установок у найближчі роки. Технологія Highview Power уважно спостерігається як шаблон для зберігання на рівні енергосистеми, оскільки компанія співпрацює з комунальними службами та операторами енергосистем для інтеграції LAES у національні енергетичні стратегії.

У Китаї Китайська енергетична інвестиційна корпорація (China Energy) запустила демонстраційний проект з кріогенного зберігання енергії потужністю 100 МВт/400 МВт·год у провінції Цзянсу, який є одним з найбільших у світі. Цей проект є частиною ширшого зусилля Китаю щодо впровадження рішень для тривалого зберігання для підтримки своїх амбітних цілей у галузі відновлювальної енергії та модернізації енергосистеми.

Привабливість технології полягає в її масштабованості, використанні доступних матеріалів та здатності забезпечувати не лише зберігання енергії, але й допоміжні послуги для енергосистеми, такі як регулювання частоти та резервна потужність. На відміну від систем на основі акумуляторів, CESS не залежить від критично важливих мінералів, що стає все більш важливим з огляду на проблеми з ланцюгами постачання та цілі сталого розвитку.

Галузеві організації, такі як Асоціація зберігання енергії та Міжнародна енергетична агенція, визнали кріогенне зберігання як ключовий фактор для досягнення цілей нульового викиду вуглецю, особливо з урахуванням зростання частки відновлювальних джерел енергії. Наступні кілька років очікується швидке зростання комерційних впроваджень, з кількома проектами потужністю кілька сотень МВт·год, що перебувають на стадії планування або будівництва в Європі, Азії та Північній Америці.

Ключові висновки свідчать про те, що до 2025 року та після нього кріогенне зберігання енергії переходить від демонстрації до комерційної життєздатності, при цьому очікуються зниження витрат у міру масштабування виробництва та розвитку ланцюгів постачання. Сектор готовий до значного зростання, підтримуваного політичними стимулами, мандатами на декарбонізацію енергосистеми та терміновою потребою в надійних рішеннях для тривалого зберігання.

Розмір ринку, темпи зростання та прогнози на 2025–2029 роки

Кріогенні системи зберігання енергії (CES), які зберігають енергію шляхом рідинного окиснення газів, таких як повітря або азот, при надзвичайно низьких температурах, набирають обертів як рішення для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік глобальний ринок CES залишається на ранній стадії комерціалізації, але готовий до значного зростання, зумовленого зростанням інтеграції відновлювальної енергії, потребами у гнучкості енергосистеми та цілями декарбонізації.

Розмір ринку кріогенного зберігання енергії оцінюється в кілька сотень мегаватів у глобальному масштабі до 2025 року, з загальною встановленою потужністю, що наближається до 500 МВт·год. Велика Британія є помітним раннім адоптером, з кількома демонстраційними та комерційними проектами, включаючи установку потужністю 250 МВт·год у Керрінгтон, розроблену компанією Highview Power, провідним постачальником технологій CES. Highview Power також оголосила про плани на додаткові проекти в Іспанії та Сполучених Штатах, маючи на меті впровадження кількох гігават-годин потужності зберігання до кінця 2020-х років.

Темпи зростання сектора очікуються різко прискореними з 2025 року, з прогнозованими середніми темпами зростання (CAGR) у діапазоні 30–40% до 2029 року. Це розширення підкріплюється зростаючою політичною підтримкою для тривалого зберігання енергії на основних ринках, таких як Велика Британія, США та частини Європи. Наприклад, уряд Великої Британії надав фінансування для демонстраційних проектів CES через свій Департамент бізнесу, енергетики та промислової стратегії, визнаючи потенціал технології підтримувати стабільність енергосистеми та інтеграцію відновлювальної енергії.

Декілька інших компаній входять на ринок CES, включаючи Siemens Energy, яка досліджує кріогенні та пов’язані термічні рішення для зберігання, і Air Products, глобального постачальника промислових газів з експертизою в кріогенних процесах. Ці компанії, як очікується, зіграють роль у масштабуванні впровадження CES, використовуючи свої інженерні можливості та глобальний охоплення.

Дивлячись вперед до 2029 року, галузеві прогнози передбачають, що глобальна встановлена потужність CES може перевищити 2–3 ГВт·год, з комерційними впровадженнями, що розширюються за межі пілотних проектів до установок на рівні комунальних підприємств. Здатність технології забезпечувати 8–12 годин або більше тривалості зберігання позиціонує її як сильного конкурента в сегменті тривалого зберігання, доповнюючи літій-іонні акумулятори та насосну гідроелектричну енергію. У міру зниження витрат і зростання досвіду проектів, CES очікується, що займе зростаючу частку ринку зберігання енергії, особливо в регіонах з високою часткою відновлювальної енергії та потребами у гнучкості енергосистеми.

Огляд технології: принципи кріогенного зберігання енергії

Кріогенні системи зберігання енергії (CESS) стають обіцяючим рішенням для масштабного, тривалого зберігання енергії, особливо в умовах інтеграції вищих часток переривчастої відновлювальної енергії в енергосистеми. Основний принцип CESS полягає в тому, щоб використовувати надлишкову електроенергію для рідинного окиснення атмосферних газів — найчастіше повітря — при кріогенних температурах (нижче -150°C). Це рідке повітря зберігається в ізольованих резервуарах під низьким тиском. Коли попит на електроенергію зростає, збережене рідке повітря випаровується та розширюється через турбіну, генеруючи електроенергію при поверненні до газоподібного стану. Процес є термодинамічним, спираючись на значну різницю в щільності енергії між рідким і газоподібним повітрям.

Технологія базується на трьох етапах: зарядка (рідинне окиснення), зберігання та розрядка (відновлення енергії). Під час зарядки електрична енергія живить промислові холодильні установки, які охолоджують і стискають повітря, поки воно не рідиніє. Рідке повітря потім зберігається в вакуумно-ізольованих резервуарах, які можуть зберігати кріогений стан протягом тривалих періодів з мінімальним випаровуванням. Коли енергія потрібна, рідке повітря нагнітається під високим тиском, випаровується за допомогою навколишнього або відпрацьованого тепла та розширюється через турбіни для генерації електроенергії. Ефективність кругового циклу поточних систем зазвичай коливається від 50% до 60%, при цьому триває дослідження, спрямоване на поліпшення через інтеграцію з відпрацьованим теплом або холодом.

Станом на 2025 рік, найбільш просунуте комерційне впровадження CESS очолює компанія Highview Power, яка базується у Великій Британії та визнана піонером у розробці великих рідинних повітряних електростанцій (LAES). Технологія Highview Power є модульною та масштабованою, а окремі установки розроблені для потужності 50 МВт/250 МВт·год і більше, що робить їх придатними для застосування на рівні енергосистеми. Їхній флагманський проект у Керрінгтоні, поблизу Манчестера, є одним з найбільших у світі діючих LAES-об’єктів, що забезпечує не лише зберігання енергії, але й послуги для енергосистеми, такі як регулювання частоти та резервна потужність.

Інші помітні учасники галузі включають Siemens Energy, яка досліджує інтеграцію кріогенного зберігання з промисловими процесами, та Air Products, глобального лідера у сфері промислових газів і кріогенних технологій, яка постачає ключові компоненти та експертизу для систем рідинного окиснення та зберігання. Ці компанії співпрацюють з комунальними службами та операторами енергосистем для демонстрації життєздатності CESS у масштабах.

Дивлячись вперед, перспективи кріогенного зберігання енергії виглядають позитивно, з кількома новими проектами, оголошеними для введення в експлуатацію в найближчі роки в Європі, Північній Америці та Азії. Здатність технології забезпечувати тривале зберігання (від кількох годин до днів), її використання доступних та нетоксичних матеріалів, а також сумісність з існуючою промисловою інфраструктурою позиціонують її як критично важливий елемент для декарбонізованих, стійких енергетичних систем. Продовження вдосконалень у процесах інтеграції та ефективності, ймовірно, ще більше підвищить конкурентоспроможність CESS у змінюваному енергетичному ландшафті.

Основні гравці та ініціативи галузі (наприклад, Highview Power, Sumitomo Electric)

Кріогенні системи зберігання енергії (CES), які зберігають енергію шляхом рідинного окиснення повітря або інших газів при надзвичайно низьких температурах, набирають обертів як рішення для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік кілька основних гравців просувають комерційне впровадження та масштабують проекти, зосереджуючи увагу на стабільності енергосистеми, інтеграції відновлювальної енергії та декарбонізації.

Ведучою компанією в цьому секторі є Highview Power, яка має штаб-квартиру у Великій Британії. Highview Power стала піонером у розробці та комерціалізації технології рідинного повітряного зберігання енергії (LAES). У 2024 році компанія розпочала будівництво свого заводу CRYOBattery™ потужністю 50 МВт/250 МВт·год у Керрінгтоні, поблизу Манчестера, який стане одним з найбільших у світі діючих кріогенних електростанцій зберігання енергії. Highview Power оголосила про плани розширити проекти до масштабу гігават-годин (ГВт·год) у Великій Британії та за кордоном, націлюючись на ринки в США, Іспанії та Австралії. Технологія компанії розроблена для тривалого зберігання (від кількох годин до днів), що робить її придатною для балансування переривчастого відновлювального виробництва та надання послуг для енергосистеми.

У Японії Sumitomo Electric Industries, Ltd. активно розробляє рішення для кріогенного зберігання енергії, використовуючи свій досвід у галузі передових матеріалів та енергетичних систем. Sumitomo Electric співпрацює з комунальними службами та науково-дослідними установами для демонстрації інтеграції CES з відновлювальними джерелами енергії, прагнучи вирішити проблеми надійності енергосистеми та переходу до нових джерел енергії. Ініціативи компанії є частиною більш широкої стратегії Японії щодо досягнення вуглецевої нейтральності до 2050 року, з пілотними проектами, які очікуються на розширення в найближчі роки.

Інші помітні учасники галузі включають Siemens Energy, яка досліджує кріогенне зберігання як частину свого портфоліо технологій зберігання енергії на рівні енергосистеми. Siemens Energy бере участь у партнерствах та дослідженнях доцільності для оцінки комерційної життєздатності CES у Європі та Північній Америці, зосереджуючи увагу на таких застосуваннях, як зменшення пікових навантажень, регулювання частоти та резервна потужність.

Ініціативи галузі також підтримуються організаціями, такими як Асоціація енергетичних мереж у Великій Британії, яка працює з зацікавленими сторонами для полегшення інтеграції технологій тривалого зберігання, включаючи кріогенні системи, у національну енергетичну інфраструктуру. Ці зусилля доповнюються державним фінансуванням та регуляторною підтримкою, особливо в регіонах з амбітними цілями в галузі відновлювальної енергії.

Дивлячись вперед, перспективи кріогенних систем зберігання енергії у 2025 році та після нього виглядають обнадійливо, оскільки основні гравці прискорюють комерціалізацію, розширюють проектні потоки та формують стратегічні партнерства. У міру зростання попиту на тривале зберігання CES очікується, що відіграє критичну роль у забезпеченні надійних, низьковуглецевих енергетичних систем у всьому світі.

Кейс-стаді впровадження та глобальний проектний pipeline

Кріогенні системи зберігання енергії (CES), які зберігають енергію шляхом рідинного окиснення повітря або інших газів при надзвичайно низьких температурах, набирають обертів як рішення для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік кілька знакових впроваджень та зростаючий глобальний проектний pipeline підкреслюють перехід технології від демонстрації до комерційного застосування.

Знаковим проектом у секторі є завод CRYOBattery™ потужністю 250 МВт·год у Керрінгтоні, поблизу Манчестера, Великобританія, розроблений компанією Highview Power. Введений в експлуатацію у 2024 році, цей об’єкт наразі є найбільшим у світі діючим заводом з рідинного повітряного зберігання енергії (LAES), що забезпечує балансування енергосистеми, резервні та послуги з регулювання частоти для Національної енергетичної системи Великої Британії. Успіх проекту викликав подальший інтерес до CES, і Highview Power оголосила про плани на додаткові об’єкти у Великій Британії, включаючи pipeline з розробки проектів потужністю 2,5 ГВт·год, націлених як на енергетичні системи, так і на промислові застосування.

У Сполучених Штатах Highview Power співпрацює з Tennessee Valley Authority (TVA) для дослідження впровадження технології CES у південно-східній частині США, намагаючись підтримати цілі TVA з декарбонізації та надійності енергосистеми. Співпраця, оголошена у 2023 році, очікується, що принесе пілотні проекти та, можливо, більші комерційні установки до 2026 року.

В інших місцях Siemens Energy просуває свої власні ініціативи з кріогенного зберігання, використовуючи свій досвід у обробці промислових газів та енергетичних систем. Компанія бере участь у дослідницьких консорціумах та пілотних проектах у Німеччині та ЄС, зосереджуючи увагу на інтеграції CES з відновлювальною енергією та виробництвом водню.

У Китаї державні підприємства, такі як Державна енергетична інвестиційна корпорація (SPIC), активно оцінюють CES для зберігання на рівні енергосистеми, з пілотними проектами, що реалізуються в регіонах з високою часткою відновлювальної енергії. Ці ініціативи підтримуються національними політиками, що сприяють інноваціям у зберіганні енергії та модернізації енергосистеми.

Дивлячись вперед, глобальний проектний pipeline CES очікується швидко розширюватися до 2025 року та далі, зумовленим потребою у тривалому зберіганні для доповнення змінних відновлювальних джерел енергії. Галузеві аналітики прогнозують, що впровадження CES вийдуть за межі пілотних масштабів, з проектами потужністю кілька сотень МВт·год та ГВт·год, що розробляються в Європі, Північній Америці та Азії. Зростання сектора також підтримується державним фінансуванням, регуляторними стимулами та збільшенням участі великих комунальних підприємств та промислових гравців.

Тенденції витрат, ефективність та показники продуктивності

Кріогенні системи зберігання енергії (CESS), особливо рідинні повітряні електростанції (LAES), набирають популярності як рішення для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік сектор характеризується постійним зниженням витрат, поступовими поліпшеннями ефективності та виникненням еталонів комерційного масштабу.

Капітальні витрати на кріогенні системи зберігання енергії історично були вищими, ніж у літій-іонних акумуляторів, але останні проекти вказують на тенденцію до зниження. Наприклад, Highview Power, провідний розробник та оператор LAES, повідомляє, що її останні комерційні проекти націлені на капітальні витрати в діапазоні $500–$800 за кВт·год для великих установок. Це помітне зниження в порівнянні з ранніми пілотними проектами, які часто перевищували $1,000 за кВт·год. Поліпшення витрат пов’язане з модульними дизайнами заводів, економією на масштабах та досягненнями в технологіях інтеграції тепла та рідинного окиснення повітря.

Ефективність залишається ключовим викликом для CESS. Кругова ефективність комерційних систем LAES зазвичай коливається від 50% до 60%, залежно від інтеграції відпрацьованого тепла та відновлення холоду. Останні заводи Highview Power, такі як проект у Керрінгтоні у Великій Британії, спроектовані для досягнення ефективності на верхньому кінці цього діапазону, використовуючи потоки відпрацьованого тепла з промислових виробництв та вдосконалену термічну обробку. Хоча це нижче, ніж 80–90% кругова ефективність літій-іонних акумуляторів, здатність CESS забезпечувати багатогодинне до багатоденного зберігання на рівні енергосистеми є значною перевагою для інтеграції відновлювальних джерел енергії та стабільності енергосистеми.

Показники продуктивності встановлюються, оскільки все більше комерційних проектів вводиться в експлуатацію. Наприклад, об’єкт LAES у Керрінгтоні спроектований для потужності 50 МВт/250 МВт·год, з прогнозованим терміном експлуатації, що перевищує 30 років, і мінімальним зниженням продуктивності з часом. Цей тривалий термін служби активів та використання доступних, нетоксичних матеріалів (переважно повітря та сталі) сприяють сприятливим показникам життєвого циклу витрат та сталості.

Дивлячись вперед на найближчі кілька років, галузеві гравці, такі як Highview Power та Siemens Energy, очікується, що ще більше знизять витрати через більші впровадження та оптимізацію технологій. Сектор також спостерігає інтерес з боку комунальних служб та операторів енергосистем, які шукають альтернативи хімічним акумуляторам для тривалого зберігання. У міру того, як все більше проектів досягає комерційної експлуатації, реальні дані про продуктивність уточнять очікування щодо витрат та ефективності, підтримуючи ширше впровадження кріогенних систем зберігання енергії.

Політика, регуляторні та інтеграційні аспекти енергосистеми

Кріогенні системи зберігання енергії (CESS), особливо ті, що базуються на рідинному повітрі, отримують все більшу увагу в глобальному енергетичному переході завдяки їхньому потенціалу для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік політична та регуляторна сфера еволюціонує, щоб сприяти та прискорювати впровадження таких технологій, зосереджуючи увагу на інтеграції енергосистеми, участі на ринку та цілях декарбонізації.

У Європейському Союзі політична структура формується пакетом Європейської комісії Fit for 55 та пакетом Clean Energy for All Europeans, які підкреслюють необхідність гнучких, низьковуглецевих рішень для зберігання енергії. Кріогенне зберігання визнається обіцяючою технологією для надання послуг енергосистеми, таких як регулювання частоти, резервна потужність та зміщення часу відновлювальної енергії. Інноваційний фонд ЄС та програми Horizon Europe надали фінансування для демонстраційних проектів, і кілька держав-членів оновлюють свої кодекси енергосистеми, щоб полегшити участь неакумуляторних технологій зберігання.

Великобританія є на передовій впровадження CESS, з підтримуючими політиками з боку Департаменту безпеки енергетики та нульового викиду. Схема контрактів на різницю (CfD) уряду Великої Британії та ринок потужності адаптуються для включення тривалого зберігання, що дозволяє проектам, таким як ті, що розроблені компанією Highview Power — провідною компанією у сфері кріогенного зберігання — забезпечувати доходи. Проект Highview Power у Керрінгтоні, поблизу Манчестера, який очікується в експлуатації у 2025 році, є флагманським прикладом, спроектованим для забезпечення 50 МВт/250 МВт·год зберігання та послуг для енергосистеми. Національна енергетична система Великої Британії ESO також працює над інтеграцією таких активів у ринки балансування та допоміжних послуг.

У Сполучених Штатах Міністерство енергетики (DOE) запустило ініціативи в рамках Long Duration Storage Shot, прагнучи знизити вартість зберігання на рівні енергосистеми на 90% до 2030 року. Кріогенне зберігання є придатним для федерального фінансування та підтримки демонстрацій, а Федеральна енергетична регуляторна комісія (FERC) переглядає правила ринку, щоб забезпечити справедливий доступ для всіх технологій зберігання. Штати, такі як Каліфорнія та Нью-Йорк, оновлюють свої правила щодо забезпечення ресурсів та підключення, щоб врахувати тривале зберігання, включаючи CESS.

Інтеграція в енергосистему залишається технічним та регуляторним викликом, оскільки кріогенні системи мають унікальні експлуатаційні характеристики в порівнянні з акумуляторами. Вживаються заходи для стандартизації вимог до підключення та правил участі на ринку, при цьому галузеві організації, такі як Асоціація зберігання енергії США та ENTSO-E (Європейська мережа операторів системи передачі електрики) надають рекомендації та адвокатську підтримку.

Дивлячись вперед, наступні кілька років очікується подальше вдосконалення політики, зростаюче визнання ролі кріогенного зберігання у підтримці інтеграції відновлювальної енергії, надійності енергосистеми та декарбонізації. У міру того, як регуляторні рамки зріють, і більше демонстраційних проектів доводять цінність технології, CESS готовий стати ключовим компонентом глобального ландшафту зберігання енергії.

Конкурентне позиціонування в порівнянні з іншими технологіями зберігання тривалого терміну

Кріогенні системи зберігання енергії (CESS), також відомі як рідинні повітряні електростанції (LAES), набирають популярності як конкурентоспроможне рішення в ландшафті зберігання енергії тривалого терміну (LDES), особливо оскільки оператори енергосистем та комунальні служби шукають масштабовані, гнучкі та низьковуглецеві варіанти для балансування зростаючих часток змінної відновлювальної енергії. Станом на 2025 рік CESS позиціонується поряд з іншими технологіями LDES, такими як насосне гідроелектричне зберігання (PHS), поточні акумулятори та стиснене повітряне зберігання (CAES), кожна з яких має свої переваги та обмеження.

Ключовим відмінником для кріогенних систем є їх здатність забезпечувати багатогодинне до багатоденного зберігання на рівні енергосистеми без географічних обмежень PHS або CAES. На відміну від PHS, який вимагає специфічних топографічних особливостей, та CAES, який залежить від підходящих підземних печер, CESS може бути розміщений гнучко поблизу центрів споживання або місць відновлювального виробництва. Ця гнучкість демонструється проектами компанії Highview Power, провідного розробника в секторі, яка ввела в експлуатацію та розробляє кілька великих LAES-об’єктів у Великій Британії та за кордоном. Їхній проект CRYOBattery™ потужністю 50 МВт/250 МВт·год у Керрінгтоні, Великобританія, є одним з найбільших у світі негідро LDES об’єктів, демонструючи комерційну життєздатність та масштабованість.

Щодо ефективності, CESS зазвичай досягає кругової ефективності 50–60%, що є нижчим, ніж у літій-іонних акумуляторів (80–90%), але порівнянним або кращим, ніж у CAES, особливо коли оптимізовано інтеграцію відпрацьованого тепла та холоду. Технологія також характеризується тривалими термінами служби активів (20–40 років), нетоксичними матеріалами та відсутністю залежності від критичних мінералів, що контрастує з проблемами постачання та безпеки, пов’язаними з літій-іонними та деякими хімічними складам поточних акумуляторів. Крім того, CESS може надавати ряд послуг для енергосистеми, включаючи регулювання частоти, резервні та можливості чорного старту, що підвищує його цінність.

Конкурентоспроможність вартості є центральним фокусом для розробників CESS. Капітальні витрати наразі вищі, ніж у зрілого PHS, але прогнозується, що вони знизяться в міру масштабування виробництва та розвитку ланцюгів постачання. Highview Power та інші гравці галузі націлені на показники середньозважених витрат на зберігання (LCOS), які можуть конкурувати або бути нижчими за літій-іонні для тривалостей понад 8–10 годин до кінця 2020-х років. Модульність та гнучкість розміщення CESS, ймовірно, сприятим впровадженню в ринках з обмеженим потенціалом PHS та високою часткою відновлювальної енергії.

Дивлячись вперед, конкурентне позиціонування кріогенного зберігання енергії залежатиме від подальшого зниження витрат, успішних великих впроваджень та підтримуючих політичних рамок. У міру того, як прискорюється декарбонізація енергосистеми, CESS готовий відігравати значну роль у глобальному змішуванні LDES, особливо де географічні та безпекові обмеження обмежують інші технології.

Інноваційний pipeline: НДДКР, патенти та рішення наступного покоління

Кріогенні системи зберігання (CES), особливо ті, що базуються на рідинному повітрі (LAES), набирають популярності як обіцяюче рішення для масштабного, тривалого зберігання енергії. Станом на 2025 рік інноваційний pipeline у цьому секторі відзначається значними інвестиціями в НДДКР, активністю патентів та виникненням рішень наступного покоління, спрямованих на поліпшення ефективності, масштабованості та інтеграції з відновлювальними джерелами енергії.

Ведучим гравцем у цій галузі є Highview Power, яка перебуває на передовій комерціалізації технології LAES. Патентовані процеси компанії зосереджуються на рідинному окисненні повітря при низьких температурах, зберігаючи його в ізольованих резервуарах, а потім регазифікуючи для приведення в дію турбін та генерації електроенергії за потреби. Зусилля Highview Power у НДДКР наразі спрямовані на підвищення кругової ефективності, зниження капітальних витрат та інтеграцію CES з послугами енергосистеми та відновленням відпрацьованого тепла. Їхній завод CRYOBattery™ потужністю 50 МВт/250 МВт·год у Великій Британії, що працює з 2023 року, слугує тестовою базою для вдосконалення систем наступного покоління та цифрового контролю.

Активність патентів у сфері кріогенного зберігання є потужною, з поданнями, що охоплюють передові теплообмінники, нові ізоляційні матеріали та гібридизацію з іншими технологіями зберігання. Siemens Energy та Air Products and Chemicals, Inc. відомі своїми портфелями інтелектуальної власності в кріогенній інженерії та обробці промислових газів, які адаптуються для застосувань зберігання енергії на рівні енергосистеми. Ці компанії використовують десятирічний досвід у кріогенії для розробки модульних, масштабованих одиниць зберігання та оптимізації термодинамічних циклів.

Інноваційний pipeline також включає спільні проекти НДДКР. Наприклад, Національна енергетична система у Великій Британії співпрацює з постачальниками технологій для оцінки потенціалу інтеграції CES в енергосистему, зосереджуючи увагу на швидкій реакції та допоміжних послугах. Тим часом ініціативи Міністерства енергетики США фінансують дослідження нових матеріалів для кріогенних резервуарів та використання CES у мікромережах та віддалених місцях.

Дивлячись вперед до найближчих кількох років, сектор очікує впровадження більших, більш ефективних заводів CES, з пілотними проектами в Європі, Північній Америці та Азії. Основна увага буде зосереджена на збільшенні тривалості зберігання (8–12 годин і більше), покращенні гнучкості системи та зниженні викидів протягом життєвого циклу. У міру зростання частки відновлювальної енергії CES позиціонується як критично важливий елемент у стратегіях балансування енергосистеми та декарбонізації, при цьому триває активність у НДДКР та патентуванні, що забезпечує постійний потік технологічних досягнень.

Перспективи: можливості, виклики та стратегічні рекомендації

Кріогенні системи зберігання (CES), особливо ті, що базуються на рідинному повітрі (LAES), готові до значного розвитку у 2025 році та наступних роках, зумовленого глобальним прагненням до гнучкості енергосистеми та декарбонізації. У міру зростання частки відновлювальної енергії потреба в масштабних рішеннях для тривалого зберігання енергії стає більш гострою, позиціонуючи CES як обіцяючу технологію завдяки її масштабованості, гнучкості розміщення та використанню доступних матеріалів.

Ключові гравці галузі просувають комерційне впровадження. Highview Power, піонер у Великій Британії, очолює сектор зі своєю технологією LAES. У 2024 році Highview Power розпочала будівництво заводу потужністю 300 МВт·год у Керрінгтоні, Великобританія, який очікується в експлуатації до 2026 року. Цей проект стане одним з найбільших у світі негідро, тривалих електростанцій зберігання енергії, демонструючи масштабованість та комерційну життєздатність CES. Компанія також оголосила про плани на додаткові проекти в Європі та Північній Америці, прагнучи забезпечити гігаватну потужність зберігання до кінця 2020-х років.

Іншими помітними компаніями є Siemens Energy, яка досліджує інтеграцію кріогенного зберігання з промисловими процесами, та Air Products, глобальний лідер у сфері промислових газів, яка досліджує синергію між кріогенним зберіганням та інфраструктурою водню. Ці співпраці підкреслюють потенціал CES підтримувати як балансування енергосистеми, так і зв’язування секторів, особливо в умовах розширення ринків водню та відновлювальної енергії.

Можливості для CES у найближчій перспективі включають надання послуг для енергосистеми, таких як регулювання частоти, зменшення пікових навантажень та резервна потужність, особливо в регіонах з високою часткою відновлювальної енергії. Модульність та гнучкість розміщення систем CES дозволяють їх впровадження поблизу міських центрів або місць відновлювального виробництва, зменшуючи обмеження на передачу. Крім того, використання нетоксичного, доступного повітря як робочої рідини вирішує екологічні та безпекові проблеми, пов’язані з деякими хімічними складам акумуляторів.

Проте виклики залишаються. Системи CES наразі стикаються з вищими капітальними витратами та нижчими круговими ефективностями (зазвичай 50–70%) у порівнянні з літій-іонними акумуляторами. Продовження НДДКР зосереджено на поліпшенні ефективності, зниженні витрат та оптимізації інтеграції з іншими енергетичними векторами, такими як відпрацьоване тепло та водень. Політична підтримка, ринкові механізми для тривалого зберігання та чіткі потоки доходів будуть критично важливими для прискорення комерційного впровадження.

Стратегічні рекомендації для зацікавлених сторін включають сприяння державно-приватним партнерствам для зниження ризиків ранніх проектів, підтримку демонстраційних заводів та розробку регуляторних рамок, які визнають унікальну цінність тривалого зберігання. У міру того, як технологія зріє, CES очікується, що відіграє важливу роль у забезпеченні надійних, низьковуглецевих енергетичних систем до кінця 2020-х років і далі.

Джерела та посилання

• Асоціація зберігання енергії
• Міжнародна енергетична агенція
• Siemens Energy
• Sumitomo Electric Industries, Ltd.
• Європейська комісія
• ENTSO-E
• Національна енергетична система