Эта история была первоначально опубликована Yale Environment 360 и воспроизводится здесь как часть совместной работы Climate Desk.
Стефан Пэрис - 55-летний радиолог, живущий в пригороде Берлина. Он, его партнер и их трехлетняя дочь, живут в уютном двухэтажном доме с бассейном. Parises, которые ожидают второго ребенка, не являются ни богатыми, ни экологическими подопечными. Однако пара решила потратить 36 000 долларов на домашнюю солнечную систему, состоящую из 26 солнечных панелей, недавно установленных на крыше в этом месяце, и умной батареи - размером с небольшой холодильник - припаркованной в подвале.
В солнечные дни фотоэлектрические панели обеспечивают все потребности электричества парижского домохозяйства и заряжают аккумуляторную батарею гибридного автомобиля. Как только эти основы покрыты, генерируемая на крыше мощность подается в стационарную батарею, пока она не будет полностью заполнена - для удовлетворения потребности в энергии в ночное время и облачных дней. Затем, когда батарея полностью заряжена, цифровая система управления устройства автоматически перенаправляет любую избыточную энергию в электросеть Берлина, за что Париз будет компенсирован местным оператором сети.
«Они убедили меня, что это окупится через 10 лет», - объясняет Парис, имея в виду Enerix, базирующийся в Баварии ритейлер, предлагающий солнечные системы и услуги по установке. «После этого большая часть нашего электричества нам ничего не будет стоить». По его словам, инвестиции - это защита от роста затрат на электроэнергию. Кроме того, интеллектуальное программное обеспечение устройства позволяет Parises контролировать производство, потребление и хранение электроэнергии, а также отслеживать в режиме реального времени подачу электроэнергии в сеть.
Parises - это один из более чем 120 000 немецких домохозяйств и владельцев малого бизнеса - и, по оценкам, 1 миллион человек во всем мире - которые копаются в карманах, чтобы вкладывать средства в солнечные батареи с аккумулятором, поскольку более дешевые системы появились на рынке пять лет назад. тому назад. «Никто не ожидал такого быстрого роста», - говорит Кай-Филипп Кайрис, эксперт по системам производства и хранения электроэнергии в университете RWTH Aachen в западной Германии.
Сегодня один из каждых двух заказов на солнечные панели на крышах в Германии продается с системой аккумуляторов. Компания по производству товаров для дома Ikea даже предлагает установленные солнечные пакеты, которые включают емкость для хранения. Цены на аккумуляторы упали настолько резко, что немецкий банк развития теперь искал скидки на аккумуляторы, покрывающие около 30 процентов стоимости, которые он предлагал с 2013 по 2018 год.
Безусловно, 120 000 домашних хозяйств и малых предприятий представляют собой лишь малую часть из 81 миллиона человек в Германии. Но аналитики говорят, что этот недавний рост демонстрирует сильную привлекательность зеленого видения будущего: солнечная батарея на каждой крыше, электромобиль в каждом гараже и батарея в каждом подвале. Аналитики видят в использовании домашних аккумуляторов важный шаг к будущему, в котором низкоуглеродная экономика полагается на все более децентрализованные и колеблющиеся поставки возобновляемой энергии. На сегодняшний день накопление электроэнергии значительно отстает от прогресса в использовании солнечной энергии, но по мере того, как батареи становятся дешевле и мощнее, они будут все больше накапливать неравномерную мощность ветра и солнечной энергии, способствуя той гибкости, которая потребуется зависящему от погоды источнику.,
УЧИТЬ БОЛЬШЕ
ПРОВОДНОЕ Руководство по изменению климата
Растущая популярность солнечных панелей и систем батарей, вызванная падением цен на литий-ионные аккумуляторы, проложила путь выживания в умирающем солнечном секторе Германии, который в последние годы раскачивается, отчасти из-за дешевого производства солнечных панелей. в Китае. Постепенное снижение льготных тарифов - гарантированное вознаграждение для потребителей, поставляющих энергию в сеть - также привело к резкому сокращению использования солнечной энергии.
Но, несмотря ни на что, такие компании, как Enerix, Sonnen и Solarwatt, встали на ноги благодаря домашним системам накопления энергии. В 2012 году Enerix пришлось закрыть восемь из 15 своих филиалов в Германии и Австрии. Но после бума аккумуляторных батарей были открыты старые магазины и открыты новые, сегодня на рынке появилось 54 магазина, в которых продаются панели, батареи и системы оптимизации энергопотребления. В Германии в настоящее время насчитывается около 44 производителей домашних систем хранения энергии. Немцы установили солнечные батареи на более чем 1 миллион зданий, но у большинства из них не было складских помещений. Сейчас все больше домовладельцев покупают батареи. Немецкие накопители электроэнергии также продаются во Франции, Великобритании, Италии, Нидерландах и Испании, а также в Австралии и Южной Корее.
Цена домашней системы хранения зависит от размера дома или предприятия, энергетических потребностей владельца, доступа здания к солнцу, а также качества панелей, батарей и систем управления. Для небольшого дома, состоящего всего из 20 панелей, можно ожидать, что вы заплатите от 8 000 до 11 000 долларов за фотоэлектрическую батарею и примерно столько же за батарею и инвертор постоянного / переменного тока. Самые большие аккумуляторы для дома стоят около 34 000 долларов. А за дополнительные 500 долларов современные устройства подключают систему к бытовым приборам и оптимизируют энергопотребление, а также регулируют подачу в сеть. С такой передовой технологией и большим количеством солнечного света владелец может сэкономить до 80 процентов на счетах за электроэнергию, согласно Solarwatt, базирующейся в Дрездене умной технологии, производящей оборудование.
Но экономика аккумуляторов - не единственная и даже не главная мотивация большинства покупателей аккумуляторных систем, говорит Матиас Шулник из Enerix Berlin. «Все больше людей хотят быть независимыми от энергетических компаний и роста цен», - говорит он. «И они хотят зеленого следа, чтобы сделать что-то для будущего».
В Германии всего за несколько коротких лет домашние хранилища превратились из причудливой нишевой продукции для технических болельщиков и избирателей Зеленой партии в одну с огромным массовым потенциалом. Консалтинговая фирма McKinsey прогнозирует, что к 2025 году стоимость систем хранения энергии в мире упадет на 50-70 процентов «в результате достижений в области проектирования, экономии за счет масштаба и оптимизации процессов».
Признаки взрыва интереса есть везде: в начале этого месяца британо-голландская нефтяная компания Royal Dutch Shell приобрела Sonnen, ведущего немецкого производителя аккумуляторов для дома. Немецкий энергетический гигант E. ON на шаг впереди Shell, объединившись с Solarwatt в 2016 году для продажи комбинированных устройств на солнечных батареях.
Ассоциация по хранению энергии, американская торговая группа, прогнозирует, что емкость для хранения энергии вырастет в восемь раз с 2015 по 2020 год и станет рынком стоимостью 2, 5 миллиарда долларов. Bloomberg New Energy Finance прогнозирует, что в течение 20 лет мировой рынок хранения энергии, частью которого является домашнее хранение, привлечет 620 миллиардов долларов инвестиций.
В Калифорнии с 2020 года все недавно построенные жилые здания должны быть оснащены солнечными батареями. Владельцы этих зданий наверняка будут пристально смотреть на аккумуляторные системы, когда цены падают. Добавление домашних батарей становится особенно привлекательным для потребителей, которые владеют электромобилями.
Недостаток бонуса за батарею, объясняет Кайриес, заключается в том, что «в современных условиях требуется около десяти лет, чтобы окупить батарею за счет экономии на счетах за электроэнергию. Но большая часть срока службы этих батарей сегодня составляет не более 10 лет, не более 15 лет. Тогда вы должны купить новый.
Продолжающийся бум в значительной степени является следствием впечатляющего прогресса в работе литий-ионных аккумуляторов - стандартного типа аккумуляторов, используемых в большинстве электромобилей и мобильных телефонов. В лабораторных условиях технические специалисты, которые работали над улучшением аккумуляторов электромобилей, а не домашних накопителей, увеличили плотность литий-ионных аккумуляторов, настроив проводники и химические вещества, что удвоило емкость хранилища. Это привело к тому, что цена хранения, измеренная за ватт-час, упала вдвое. Солнечные панели также дешевле, чем когда-либо прежде, хотя их десятилетнее снижение цен выровнялось.
Эксперты расходятся во мнениях относительно будущего технологий хранения на основе батарей и последствий для децентрализованного производства энергии. Некоторые, такие как Юлия Полисканова из сторожевой группы «Транспорт и окружающая среда», базирующаяся в Брюсселе, утверждают, что литий-ионный аккумулятор в обозримом будущем останется типом батареи. По ее словам, появление переработанных электромобилей, которые имеют слишком малую емкость для автомобилей, но достаточное для бытовых нужд, приведет к еще большему снижению затрат, а литий-ионные аккумуляторы получат вторую и третью жизнь.
Другие, такие как Стефано Пассерини, директор Института Гельмгольца в Ульме, исследовательском центре батарей в Германии, говорят, что следующим поколением небольших хранилищ будут натриево-ионные батареи, которые, в отличие от литиевых батарей, не требуют кобальта, добытый химический элемент, который найти все труднее. «Поскольку домашние аккумуляторы могут быть больше, чем аккумуляторы EV, мы должны сохранить кобальт, который доступен для автомобилей, и пойти другим путем с домашним хранилищем», - говорит он. Пионер экологически чистой энергии EWS Schönau разрабатывает экологически чистые аккумуляторы, такие как аккумуляторы для морской воды, пригодные для вторичной переработки, которые не содержат ни канцерогенных тяжелых металлов, ни дефицитных минералов.
Независимо от типа батареи, домашние накопители энергии могут помочь сгладить колебания в производстве электроэнергии, функция, известная как «балансировка». Например, когда сеть полна энергии, операторы сети могут платить владельцам батарей - даже тем, у кого нет энергии. солнечная батарея прикреплена к ним - для хранения избытка для них. Когда сети требуется питание, домашние и автомобильные аккумуляторы могут подавать энергию в сеть. Эксперты говорят, что балансирование имеет решающее значение для более крупного проекта мира с низким уровнем выбросов углерода.
Но этот сценарий все еще в значительной степени в будущем. «То, что у нас есть сейчас [в домашнем хранилище], безусловно, помогает, - говорит Пассерини, - но это все еще очень мало». Он говорит, что следующим шагом является предоставление производителям энергии в домашних условиях возможности продавать соседям и арендаторам услугу, известную как одноранговая сеть. торговля электроэнергией. Это позволило бы потребителям, не имеющим доступа к электроэнергии, произведенной дома, использовать чистую энергию тех, кто производит больше, чем им нужно.
Фолькер Квашнинг, профессор систем возобновляемой энергии в Университете прикладных наук в Берлине, оценил масштаб проблемы в перспективе: «У нас более 100 000 систем домашнего поколения и хранения [в Германии], но для достижения поставленных в Париже целей мы нужно 10 миллионов только в Германии. Потенциал огромный, но он должен быть дешевле и проще ». Он говорит, что для этого необходимо отменить налоги на потребление энергии для домашних хозяйств и предприятий, которые производят электроэнергию для собственных нужд, и поддерживать гарантированные тарифы на солнечную энергию, что стимулирует инвестиции.