Εδώ και πολλά χρόνια, η αμερικανική πολιτεία της Καλιφόρνια θεωρείται συνώνυμη της τεχνολογικής προόδου και πρωτοπορίας. Αυτό φυσικά δεν είναι απολύτως ακριβές και αδικεί κατάφωρα τα επιτεύγματα ερευνητών και επιχειρηματιών από τις υπόλοιπες ΗΠΑ και βέβαια από όλο τον κόσμο. Αυτό που είναι όμως ακριβές είναι πως αυτή η αμερικανική πολιτεία έχει γίνει εδώ και δεκαετίες ένα «πειραματόζωο - εθελοντής» σε πολλά θέματα που έχουν σχέση με την προστασία του περιβάλλοντος και την υποκατάσταση των παραδοσιακών πηγών ενέργειας από τις ανανεώσιμες.
Εδώ και χρόνια λοιπόν, η πολιτεία είναι η πρώτη σε παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από φωτοβολταϊκά συστήματα. Όπως ξέρουμε και από την ευρωπαϊκή και ελληνική σχετική εμπειρία, έτσι όπως είναι φτιαγμένο το δίκτυο μεταφοράς ενέργειας, πολύ συχνά ένα σημαντικό μέρος της παραγωγής ενέργειας από φωτοβολταϊκά ή και αιολικά συστήματα στην ουσία χάνεται, καθώς δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί κοντά στην περιοχή παραγωγής ούτε και να μεταφερθεί σε άλλες περιοχές που υπάρχει ζήτηση.
Ως λύση αυτού του προβλήματος αναφέρεται συχνά αυτή της εγκατάστασης συστημάτων μπαταριών που θα απορροφούν την ενέργεια που δεν μπορεί να καταναλωθεί και θα την επιστρέφουν στο σύστημα μεταφοράς ρεύματος όταν η παραγωγή των ΑΠΕ μειώνεται κατακόρυφα (στην περίπτωση της ηλιακής ενέργειας, το βράδυ).
Η Καλιφόρνια λοιπόν είναι πρωτοπόρος και σε αυτόν τον τομέα. Όπως διαβάζουμε σε εκτενές ρεπορτάζ των New York Times από την Τρίτη 7 Μαΐου, από το 2020 μέχρι τώρα η πολιτεία έχει εγκαταστήσει τα περισσότερα συστήματα γιγαντιαίων μπαταριών στον κόσμο, αν εξαιρέσουμε φυσικά την Κίνα. Αναφερόμαστε σε γιγαντιαίες μπαταρίες γιατί η κάθε μία από αυτές έχει μέγεθος παραπλήσιο ενός container μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων.
Κάποιες από τις μεγαλύτερες εγκαταστάσεις μπαταριών, όπως αυτή που είναι τώρα υπό κατασκευή στην περιοχή Menifee της πολιτείας καταλαμβάνουν έκταση πολλών στρεμμάτων, 174 στη συγκεκριμένη περίπτωση. Μιλάμε δηλαδή για συστοιχίες εκατοντάδων τεράστιων μπαταριών. Σύμφωνα με το ρεπορτάζ της αμερικανικής εφημερίδας, μπαταρίες υπήρχαν ήδη στην Καλιφόρνια αλλά η χωρητικότητά τους ήταν πολύ μικρή και χρησιμοποιούνταν κυρίως για την εξομάλυνση απότομων διακυμάνσεων στην παραγωγή ενέργειας από τα παραδοσιακά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας.
Η μαζική εγκατάσταση μπαταριών ξεκίνησε το 2019 μετά την προτροπή της τοπικής ρυθμιστικής αρχής ενέργειας η οποία ανησυχούσε για την ευστάθεια του συστήματος καθώς αρκετά παλαιά εργοστάσια παραγωγής ρεύματος από φυσικό αέριο ήταν έτοιμα προς απόσυρση.
Η παρουσία των μπαταριών έχει αλλάξει κατά πολύ την κατάσταση, καθώς αυτές χρησιμοποιούνται κατά κύριο λόγο για την αποθήκευση της ηλεκτρικής ενέργειας που παράγεται από τα φωτοβολταϊκά συστήματα κατά τη διάρκεια της ημέρας και δεν μπορεί να απορροφηθεί από το σύστημα μεταφοράς και διανομής ηλεκτρικού ρεύματος. Η ενέργεια αυτή επιστρέφεται στο σύστημα όταν τα φωτοβολταϊκά συστήματα απενεργοποιούνται με τη δύση του ηλίου.
Σύμφωνα με το ρεπορτάζ των New York Times, η ενέργεια που αποθηκεύεται στις γιγαντιαίες μπαταρίες είναι πλέον αρκετά μεγάλη και κάνει πολύ αισθητή την παρουσία της. Το παράδειγμα που αναφέρει η εφημερίδα αναφέρεται στα στοιχεία της 30ης Απριλίου, όταν ανάμεσα από τις 19:00 και τις 22:00, το ρεύμα από τις μπαταρίες τροφοδότησε το σύστημα με πάνω από το 20% της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλωνόταν στην πολιτεία. Ενδιαφέρον είναι πως για μερικά λεπτά της ώρας οι μπαταρίες έστειλαν 7.046 Μεγαβάτ (MW) ηλεκτρικής ενέργειας, ποσότητα που αντιστοιχεί με την παραγωγή επτά μεγάλων πυρηνικών εργοστασίων.
Το παράδειγμα της συγκεκριμένης ημέρας δεν αποτελεί μεμονωμένο περιστατικό. Επισκεπτόμενοι την ιστοσελίδα της Grid Status, η οποία παρέχει στοιχεία για την κατάσταση του δικτύου της πολιτείας σε συνεργασία με τον διαχειριστή του, είδαμε πως η συνεισφορά των μπαταριών είναι παραπλήσια για όλες τις τελευταίες ημέρες. Μάλιστα την 7η Μαΐου καταρρίφθηκε το ρεκόρ που προαναφέραμε, με τις μπαταρίες να δίνουν στο σύστημα 7.196 MW.
Σε ένα σχετικό διάγραμμα βλέπουμε πως καθώς μεγαλώνει η διάρκεια της ημέρας μεγαλώνει και η συνεισφορά των μπαταριών, πράγμα αρκετά λογικό αφού αυξάνεται και η ενέργεια που παράγουν τα φωτοβολταϊκά συστήματα από τα οποία στην ουσία φορτίζονται οι μπαταρίες.
Σύμφωνα με τα στοιχεία της επιτροπής ενέργειας της πολιτείας, η συνολική δυναμικότητα των μπαταριών της Καλιφόρνια ήταν στις 15 Απριλίου 2024 10.383 MW, συμπεριλαμβανομένων και των μπαταριών που προορίζονται για οικιακή χρήση ή για χρήση από επιχειρήσεις. Η επιτροπή υπολογίζει πως μέχρι το τέλος του χρόνου θα έχουν εγκατασταθεί μπαταρίες δυναμικότητας 3.800 MW. Αυτό σημαίνει προφανώς πως η συνεισφορά των μπαταριών θα μεγαλώνει συνεχώς.
Εκτός από το ότι χάνεται λιγότερη ηλιακή ενέργεια, η αύξηση της ισχύος των μπαταριών κάνει και πιο σταθερό το σύστημα μεταφοράς ρεύματος. Ο John Phipps, αξιωματούχος του διαχειριστή του συστήματος μεταφοράς ρεύματος, δήλωσε στους New York Times πως ήδη από το καλοκαίρι του 2023 η ύπαρξη των μπαταριών αποτέλεσε πολύτιμη εφεδρεία που στήριξε το σύστημα σε έκτακτες περιστάσεις, όπως η εμφάνιση κύματος καύσωνα και οι διαταραχές λόγω δασικών πυρκαγιών.
Η επιτροπή ενέργειας της πολιτείας εκτιμά πως η εγκατάσταση μπαταριών θα συνεχιστεί για πολλά χρόνια με ταχύ ρυθμό και έχει θέσει ως στόχο τα 52.000 MW το 2045.
Η Καλιφόρνια μπορεί να είναι με μεγάλη διαφορά η πρώτη σε εγκαταστάσεις μεγάλων μπαταριών αλλά δεν είναι η μόνη. Όπως διαβάζουμε στους New York Times αλλά και στην επίσημη ιστοσελίδα της U.S. Energy Information Administration (EIA), η οποία υπάγεται στο αμερικανικό υπουργείο ενέργειας και είναι αρμόδιο για τη διεξαγωγή ερευνών και τη συλλογή στατιστικών μεγεθών, ορισμένες άλλες πολιτείες που φημίζονται για την ηλιοφάνειά τους, δηλαδή το Τέξας, η Αριζόνα και η Φλόριντα κινούνται γρήγορα προς αυτή την κατεύθυνση.
Από όλες αυτές μόνο το Τέξας μπορεί κάπως να συγκριθεί με την Καλιφόρνια, αφού το ποσοστό ηλεκτρικής ενέργειας που δίνουν οι μπαταρίες έχει φθάσει κοντά στο 4% πριν μερικές ημέρες και η εγκατεστημένη δυναμικότητα των συστημάτων αποθήκευσης πλησιάζει τα 4.000 MW και αυξάνεται συνεχώς. Εδώ υπάρχει όμως μία σημαντική διαφορά, καθώς το σύστημα μεταφοράς και διανομής ενέργειας του Τέξας είναι πλήρως απελευθερωμένο και όσοι εγκαθιστούν συστήματα μπαταριών το κάνουν μόνο για να κερδίσουν οι ίδιοι και όχι για να ενισχύσουν την ευστάθεια του συστήματος.
Σε αντίθεση με ό,τι γίνεται στην Καλιφόρνια, οι μπαταρίες του Τέξας δεν φορτίζονται κυρίως από την ενέργεια των φωτοβολταϊκών συστημάτων αλλά από την πιο φθηνή διαθέσιμη πηγή. Στο ρεπορτάζ της αμερικανικής εφημερίδας διαβάσαμε πως οι μπαταρίες του Τέξας φορτίζονται πολύ συχνά από ρεύμα που προέρχεται από αιολικά πάρκα, ακόμα και από εργοστάσια φυσικού αερίου ή άνθρακα.
Με λίγα λόγια, ενώ οι μπαταρίες της Καλιφόρνια χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό και για την επίτευξη του στόχου των μηδενικών εκπομπών άνθρακα, αυτές του Τέξας έχουν σαν μοναδικό στόχο την εμπορική εκμετάλλευση της μεγάλης αδυναμίας των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας οι οποίες δεν μπορεί να είναι διαθέσιμες καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας.
Όποιος πάντως και να είναι ο στόχος των επιχειρήσεων που εγκαθιστούν τις συστοιχίες των γιγαντιαίων μπαταριών, είναι γεγονός πως αυτές οι μπαταρίες αρχίζουν να παίζουν σημαντικό ρόλο στην αμερικανική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας. Αν μάλιστα λάβουμε υπόψη μας τις προβλέψεις της EIA, η οποία εκτιμά πως η δυναμικότητα των συστημάτων μπαταριών στις ΗΠΑ θα υπερδιπλασιαστεί από τώρα μέχρι το τέλος του 2025, είναι φανερό πως ο ρόλος τους θα γίνει σύντομα ακόμα πιο σημαντικός.
Αυτό δεν σημαίνει όμως πως αποτελούν τη λύση σε όλα τα προβλήματα ούτε πως είναι αποδεκτές από όλους, ειδικά καθώς σχεδόν όλες αυτές οι μεγάλες μπαταρίες κατασκευάζονται στην Κίνα ενώ πολλοί πολίτες δεν νοιώθουν ασφαλείς με την παρουσία τέτοιων συστημάτων κοντά σε κατοικημένες περιοχές.
Ανεξάρτητα όμως από τις οποιεσδήποτε επιφυλάξεις ή αντιρρήσεις, είναι φανερό πως οι συστοιχίες γιγαντιαίων μπαταριών έχουν μπει για τα καλά στους ενεργειακούς σχεδιασμούς της μεγαλύτερης οικονομίας του κόσμου, με την Καλιφόρνια να δείχνει για άλλη μία φορά τον δρόμο.
