Літій-іонні акумулятори стануть запорукою стабільності нашої електромережі

Енергетика нині переживає перетворення, гідне епохи Томаса Едісона, коли винаходи змінювали світ. Минуло майже півтора століття з того моменту, як цей американський геній запатентував лампу розжарювання і запустив першу комерційну електростанцію в Нью-Йорку. Сьогодні ж ми стоїмо на порозі нової ери: способи накопичення, розподілу та балансування електрики еволюціонують з небаченою швидкістю

Акумулятори на літії, які ми звикли бачити в смартфонах чи електрокарах, тепер виходять за ці межі. Вони стабілізують електромережі, слугують запасними сховищами енергії та пом’якшують голод центрів даних зі штучним інтелектом, які потребують колосальних обсягів струму. Ці пристрої допомагають людству перейти до джерел енергії, що поновлюються — сонця, вітру, води, — відмовившись від вугілля, газу та нафти, які забруднюють планету

Частково це заслуга буму електрокарів. За даними Міжнародного енергетичного агентства, саме вони споживають левову частку таких акумуляторів у світі. Торік цей попит сягнув понад 950 мільярдів ват-годин, а нині перевищує трильйон — це вистачило б, аби живити 12,5 мільйонів електрокарів із батареєю середнього розміру, як у Hyundai Ioniq 5, де ємність сягає 80 кВт-год

З ростом інтересу до електрокарів у США розвивається і місцева промисловість акумуляторів. А коли ця галузь міцніє, вона задовольняє й інші енергетичні потреби — від домашніх систем до гігантських сховищ. Однак, коли продажі електрокарів гальмують через скасування програм чистої енергії та податкових пільг за часів адміністрації Трампа, попит на акумуляторні системи зберігання енергії стрімко зростає. За даними Cox Automotive, у 2024 році продажі електрокарів у США зросли лише на 7,3%. Натомість, за інформацією Управління енергетичної інформації США, обсяги великих акумуляторних сховищ збільшилися на вражаючі 66%

Чому так? Що таке ці системи зберігання енергії? Чим вони відрізняються від батарей у Вашому електрокарі, і як ці дві сфери переплітаються?

Як працюють сховища енергії на акумуляторах 

Уряд США поділяє такі акумулятори на дві групи: невеликі, з ємністю менше 1000 кВт-год, та великі, для комунальних мереж, з ємністю від 1000 кВт-год і більше. На відміну від компактних батарей електрокарів, що ховаються під підлогою, ці сховища нагадують велетенські контейнери для вантажів

Їхня робота не така видовищна, як у автомобільних, але життєво необхідна. «Мережевий акумулятор — це ніби подушка безпеки для електромережі», — пояснює Трістан Догерті, керівник відділу продуктів у підрозділі зберігання енергії LG Energy Solution, корейського гіганта з виробництва батарей. Компанія однією з перших почала виробляти в США акумулятори на літії з залізом і фосфатом — дешевші та витриваліші, — коли попит на автомобільні батареї впав

Клієнти на кшталт енергетичних компаній чи будівельників електростанцій купують сотні таких контейнерів, кожен з яких еквівалентний 50–100 батареям електрокарів. Чим більша така «батарейна ферма», тим більше енергії можна видати в критичний момент

Електромережі часто потерпають від стрибків напруги чи перебоїв. Особливо в спекотний день, коли мільйони кондиціонерів вмикаються водночас, або коли джерело енергії дає збій — хмари закривають сонячні панелі, вітер стихає, чи на вугільній станції трапляється поломка. Такі коливання псують побутову техніку, викликають скачки цін на електрику. Тут на допомогу приходять акумуляторні сховища: вони згладжують піки, тримають світло увімкненим, забезпечують стабільне живлення гаджетів і помірні тарифи, часто непомітно для споживачів

«Це як батарея в гібридному авто, — додає Догерті. — Вона заряджається тихо, підтримує допоміжні системи і навіть рухає машину на електриці короткий час». Так само мережевий акумулятор доповнює традиційну енергетику, роблячи її чистішою та надійнішою

Реальні приклади в дії 

Ці системи давно вийшли за межі теорії. Взяти хоча б Техас улітку 2024-го: під час рекордної спеки сонячна енергія та акумулятори врятували мережу від колапсу. Сонце забезпечувало майже чверть денного попиту штату з червня по серпень. А ввечері, коли сонце ховалося, акумулятори заповнювали прогалину

Оператор техаської мережі оцінив ризик відключень торік у 16%, але нині він впав нижче 1% — завдяки додаванню 9 600 000 кВт нових потужностей, з яких майже 40% від акумуляторів, а решта від сонця

Каліфорнія пішла ще далі: на неї припадає половина всіх великих акумуляторних установок у США, з потужністю удвічі більшою, ніж у Техасі. Це найбільші сховища за межами Китаю. Акумулятори активуються після заходу сонця, випускаючи запаси, коли попит сягає піку о 20:00. Іноді вони постачають до 30% електрики штату в години навантаження. Завдяки вітру, сонцю та іншим поновлюваним джерелам, мережа Каліфорнії досягла 100% чистої енергії (хоча б частину дня) у 91% днів до травня, за даними місцевої енергетичної комісії

Акумулятори дають змогу стати незалежними від мережі. Tesla відкрила в липні в Лост-Гіллз, Каліфорнія, найбільшу у світі зарядну станцію Supercharger. Вона має 168 стійок для швидкої зарядки і при цьому не підключена до загальної мережі. Сонячні панелі генерують енергію, а 10 великих акумуляторів Megapack зберігають до 39 мільйонів ват-годин — цього вистачає на сотні зарядок щодня, роблячи поїздки на електрокарах повністю екологічними

Не забуваймо про домашні системи, що існують роками. Вони накопичують енергію від сонячних панелей на даху чи в дешеві нічні години, а віддають, коли ціни ростуть чи світло вимикається. Звичайна Tesla Powerwall тримає 13,5 кВт-год — достатньо, аби освітити й опалити середній будинок на ніч

Відмінності від автомобільних батарей 

Зі спадом продажів електрокарів у США, виробники переорієнтовуються на стаціонарні сховища. Це дає компаніям на кшталт General Motors масштабувати виробництво, знайти нові ринки та доходи, чекаючи на відновлення попиту на авто. Адже батареї — найдорожча частина електрокара, і стояти осторонь не вийде

Але перехід не простий. «Не можна просто взяти автомобільну батарею і запхати в контейнер», — каже Ісшу Кікума, аналітик BloombergNEF. Потрібні зміни в дизайні, модернізація обладнання — це час і гроші

Хімія може бути та сама: суміш нікелю, марганцю та кобальту чи літію з залізом і фосфатом. Останній стає фаворитом для сховищ через міцність — витримує щоденні повні цикли заряду-розряду впродовж 20 років

Виробництво схоже: роблять електроди, збирають елементи. Але деталі відрізняються — менша щільність енергії, інші процеси нанесення покриттів. Лінії потребують переобладнання

Сховища стоять у контрольованому середовищі, без погодних примх чи вібрацій дороги. Автомобільні ж батареї терплять холод, спеку, швидкі зарядки, агресивне водіння — тому вони оптимізовані на дальність і швидкість, але з коротшим життям. Мережеві ж — на довговічність і стабільність

Технологія для акумуляторів зберігання енергії вже зріла і надійна. Майже всі нові системи використовують хімію на основі літію, заліза та фосфату — це робить батареї витривалими та безпечними. Цю технологію винайшли в США, але справжній прорив стався в Китаї, де її швидко вдосконалили. Сьогодні понад 90% такого виробництва зосереджено саме там, тож Америці ще довго доведеться наздоганяти, щоб виробляти батареї вдома — дешево й у великих обсягах. В Україні ситуація схожа: країна має одні з найбільших у Європі запасів літію — близько 500 тисяч тонн, за оцінками експертів. Родовища, як-от у Добрі чи Полохівському, могли б стати основою для власного виробництва. Але через війну з Росією, яка захопила частину цих територій у Донецькій області, розвиток гальмується. Політична нестабільність і брак інвестицій роблять Україну залежною від імпорту з Китаю. У 2025 році уряд запустив тендери на розробку родовищ, з підтримкою США, — це крок до енергетичної незалежності, але шлях попереду довгий

Проте зусилля таких компаній як LG Energy Solution чи Tesla, дають надію на користь як для електрокарів, так і для систем зберігання енергії. У США тарифи й торгівельні бар’єри часів адміністрації Трампа роблять проєкти дорожчими та сповільнюють зростання. Водночас Догерті високо оцінює збереження податкових пільг на виробництво батарей: «Влада визнала, що акумулятори — справжній стратегічний актив для всієї енергосистеми». Щоб повною мірою скористатися цим, виробництво мусить повернутися на американську землю. «Ця технологія життєво важлива не тільки для транспорту, а й для енергетики — фундаменту майбутнього країни», — додає він 

В українському контексті подібні виклики ще гостріші: війна руйнує інфраструктуру, але попри це, компанії на кшталт DTEK будують великі сховища енергії. У 2025 році вони разом з американською Fluence запустили проєкт з шести акумуляторних систем загальною потужністю 200 МВт і ємністю 400 МВт-год. Ці системи розташовані в різних регіонах України, з потужностями від 20 до 50 МВт кожна, і призначені для стабілізації електромережі, інтеграції відновлюваної енергії (сонячної та вітрової) та запобігання блекаутам, особливо в умовах війни. Повний запуск очікується в жовтні цього року. Співпраця з США та ЄС дає пільги й фінансування, але бар’єри — від обстрілів до бюрократії — уповільнюють прогрес. Для України акумулятори — це не просто технологія, а ключ до безпеки: вони допоможуть уникнути блекаутів і перейти до чистої енергії, зміцнюючи незалежність від російського газу