Elektriği ürettik, peki ya saklaması?

Dünya değişiyor. Enerji de öyle. Her geçen yıl dünyanın tükettiği enerji miktarı da ihtiyaç duyduğu enerji miktarı da artıyor. İstatistikler gösteriyor ki 2000 yılından bu yana küresel enerji tüketimi yaklaşık üçte bir oranında arttı. 2018 yılı verileri küresel enerji talebinin yüzde 2,9 arttığını ortaya koyuyor.

Yıllık küresel enerji tüketimi 580 milyon terajoule seviyesinde. 2040 yılına kadar tüketimin 740 milyon terajoule’e çıkması öngörülüyor ki bu da yüzde 30’luk bir büyüme demek. 2000 yılı ile kıyaslarsak da büyümenin oranı yaklaşık yüzde 77. Artan bu enerji ihtiyacında Batarya Enerji Depolama Sistemleri (BESS) kritik bir öneme sahip. Üretilen enerjinin depolanması, küresel enerji ihtiyacının karşılanmasına katkı sağlayacak.

Her ne kadar dünya petrol, kömür ve gaza ihtiyaç duysa da artan enerji ihtiyacının yenilenebilir enerji kaynaklarından karşılanması da önemli.

Enerji değişiyor

Yıllar geçtikçe enerji değişiyor. Bu da enerjinin nasıl depolandığı, nasıl yönetildiği ve hatta nasıl tüketildiğine ilişkin soruları gündeme getiriyor. Elektrik faturalarının aşağı çekilmesi, şebeke arz ve talebinin dengede kalması, elektrikli araçlar gibi yeşil teknolojiler üreticilerin ve tüketicilerin gündeminde.

Kişisel elektronikler için dönüştürücü etkiyi lityum iyon bataryalar yaratmıştı. Bu bataryalar sayesinde kullanıcılar ceplerinde, yakın çevresiyle sürekli iletişimde kalabileceği telefonları taşıyabilmeye başladı. Gücü depolayabilen bataryalar, tüketicilerin hayatını kolaylaştırdı. Geçen yıllar içinde özellikle akıllı telefonlar için batarya teknolojileri hızla gelişti. Artık dakikalar içinde hızlı şarj olan cihazlar görmeye başladık. Batarya depolama, günlük hayatımızı işte böyle değiştirdi. Şimdi bu değişimin ölçeği büyüyor.

Yenilenebilir enerji kaynaklarından üretilen enerjinin doğru kullanılmasında batarya depolama sistemlerine büyük iş düşüyor. Kişisel elektronik cihazlardaki bu sistem ulaşıma ve elektrik şebekelerine de girmeye başladı. Etkisi yüksek batarya depolama sistemlerinin geliştirilmesi yenilenebilir enerji kaynaklarına geçişin bir anahtarı.

Batarya depolama ve elektrik şebekelerine yapılan küresel yatırımlar, Statista’nın verilerine göre 2022 yılında 337 milyar doları aştı. Pazarın önümüzdeki yıllarda büyümesi de kaçınılmaz.

Elektriğe olan talep, yıl boyunca hatta gün boyunca dalgalı bir şekilde hareket ediyor.

Yılın en soğuk ve en sıcak ayları ya da günün en yoğun saatleri, talebin aşağı yukarı hareket etmesinde belirleyici. Bu işin talep kısmı. Bir de üretim kısmı var.

Enerjinin depolanması şart mı?

Aslında sorunun yanıtı çok net: Evet!

Rüzgar, güneş ve su gibi temiz enerji kaynaklarının üretim potansiyeli, hava koşullarına ve günün saatine göre değişiklik gösterebiliyor ve her zaman üretim ile talep aynı yönde hareket edemeyebiliyor. Yani, elektrik üretimin daha yavaş olduğu saatler, elektriğe olan talebin daha yüksek olduğu saatlere denk gelebilir.

Arzın talepten fazla olduğu durumlarda batarya depolama sistemlerine ihtiyaç duyuluyor. Üretilen enerjinin depolanması ve talebin arttığı anda kullanıma hazır olması önemli.

Beklentiler, küresel enerji depolama sistemlerinin önümüzdeki yıllarda istikrarlı şekilde büyüyeceği yönünde. 2045 yılına kadar batarya depolamanın kümülatif kapasitesinin 400 GW’ı aşacağı öngörülüyor. Küresel olarak gelişmekte olan pazarlarda enerji depolama dağıtımının 2025 yılına kadar her yıl yüzde 40’tan fazla artması bekleniyor.

Uluslararası Yenilenebilir Enerji Ajansı'na (IRENA) göre, şebeke ölçekli bataryalar fazla üretimi depoluyor ve yenilenebilir enerji kaynaklarının şebekeyi daha fazla beslesmesini sağlıyor. Öte yandan yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımıyla birlikte ithal dizel yakıtlara olan bağımlılık azalıyor. IRENA, batarya depolama sistemleri konusunda Avustralya, Almanya, Japonya, Birleşik Krallık ve Amerika Birleşik Devletleri gibi ülkelerin öne çıktığını söylüyor.

En büyük sistemlerden biri Tesla’nın Avustralya’daki Hornsdale Rüzgar Çiftliğinde. Çiftlik 100 MW / 129 MWh’lik bir lityon batarya depolama projesi. Ayrıca New York’ta da bir 4 MW / 40 MWh batarya depolama sistemi bulunuyor.

Enerji depolama teknolojisinin türleri

Mekanik, elektrokimyasal, kimyasal, termal ve elektrik olmak üzere birçok farklı enerji depolama teknolojisi bulunuyor.

Mekanik teknolojiler dediğimizde akla özellikle pompalı hidroelektrik gibi büyük ölçekli enerji depolaması geliyor. 2022 yılı istatistiklerine göre, 2022 yılında depolamalı hidroelektrik kapasitesi 135 GW’ın üzerine çıktı. Bu değerin üçte biri Çin, Japonya ve ABD’nin elinde.

Türkiye’de batarya depolama

PwC’nin raporuna göre Türkiye, batarya depolama pazarının önümüzdeki 10 yılda büyümesi bekleniyor. Elektrikli araç kullanımının artması, öte yandan büyüyen hidroelektrik dışı yenilenebilir enerji kapasitesi ile Depolamalı Lisans başvurularının sayısı arttı. Aynı zamanda Türkiye’nin Ulusal Enerji Eylam Planı da bu büyümenin itici güçlerinden biri olarak sayılıyor.

Türkiye batarya depolama pazarında talep 4 ana trend üzerinden şekilleniyor:

Yenilenebilir enerji kapasitesi,
Artan sanayi talebi,
Elektrikli araçlara olan ilgi,
Eletkrik dağıtımındaki pilot projeler.

Tedarik eğiliminde ise düzenlemeler ve ulusal enerji hedefleriyle artan rekabet ve lityum iyon bataryalarda ithalata bağımlılık öne çıkıyor.

Talep tarafındaki en önemli eğilim, Türkiye’de hidroelektrik dışı yenilenebilir enerji kapasitesinin 2035 yılında ~80-90 GW seviyelerine ulaşması ve toplam kurulu kapasitede yüzde 45-50’lik paya sahip olması olarak açıklanıyor.

Ya bozulursa?

Üretilen enerjinin depolandığı sistemler de birçok teknolojik ürün gibi bozulabilir. Günümüzde modern batarya depolama sistemlerinin ana bileşeni olan piller, bozulmaya oldukça açık. Sıcaklıktaki değişimler, kimyasal etkileşimler ya da şarj döngüleri, bu pillerin bozulmasına neden olabilir. Bu da depolama sisteminde kapasite kaybı, kullanım ömrünün kısalması ve maliyetlerin artması sorununu beraberinde getirir. Bu noktada da batarya canlandırma teknolojisi devreye giriyor. India Times’a göre, bu teknoloji bozulmanın sonuçlarını azaltmaya yardımcı olabiliyor.

Teknolojide bataryanın sağlık durumuna uyum sağlayan akıllı şarj algoritmaları kullanılıyor. Aynı zamanda teknoloji, sıcaklık durumuna adapte olabiliyor. Yapay zeka kullanımı da yine bu teknolojinin merkezinde yer alıyor.