W centrum uwagi: baterie – główny czynnik umożliwiający przejście na gospodarkę niskoemisyjną

Wszyscy dorastaliśmy ze świadomością, że baterie stanowią użyteczny element w naszym codziennym życiu – zasilają nasze telefony komórkowe, zegarki, latarki i laptopy. Stanowią niezastąpione źródło energii – dzięki nim nasze sprzęty elektroniczne są przenośne i w rezultacie wygodniejsze. I pewnie wszyscy braliśmy je za coś najzupełniej oczywistego, od czasu do czasu dając się zaskoczyć niedziałającemu budzikowi lub rozładowanemu telefonowi. Choć znamy je bardzo dobrze, większość z nas nie wie, jak niezwykle ważną rolę baterie mogą odegrać w walce ze zmianą klimatu i w kształtowaniu przyszłego systemu energetycznego, zważywszy na nasze dążenia do zbudowania w UE gospodarki neutralnej pod względem klimatu do 2050 r.

Wydajność odnawialnych źródeł energii jest z natury zmienna. Oznacza to, że magazynowanie energii będzie miało kluczowe znaczenie w łagodzeniu zmiany klimatu. W związku z tym naszym kolejnym wielkim wyzwaniem jest opracowanie zrównoważonych i konkurencyjnych rozwiązań umożliwiających właśnie magazynowanie energii. Podczas gdy unijni politycy koncentrują się na zwiększaniu poziomu naszych ambicji w zakresie redukcji emisji gazów cieplarnianych, w dyskusjach na pierwszy plan coraz bardziej wysuwają się baterie – nie tylko ze względu na szybki rozwój elektromobilności, ale także ze względu na zdolność baterii do równoważenia podaży i popytu w ramach systemu energii elektrycznej.

Czysta energia i konkurencyjność

Baterie są najszybciej rozwijającą się technologią magazynowania energii i będą odgrywać kluczową rolę w dążeniu do osiągnięcia celu UE, jakim jest ograniczenie emisji gazów cieplarnianych o 55 proc. do 2030 r.

W sektorze energetycznym technologie magazynowania mogą umożliwić świadczenie nawet 40 usług w ramach systemów energii elektrycznej, m.in. w zakresie wytwarzania, przesyłu i dystrybucji energii elektrycznej, a także zwiększyć konsumpcję własną energii słonecznej i energii elektrycznej z innych odnawialnych źródeł w gospodarstwach domowych, budynkach komercyjnych i zakładach przemysłowych w całej UE. Baterie mają szczególne znaczenie w przypadku odnawialnych źródeł energii, takich jak energia słoneczna lub wiatrowa, które charakteryzują się zmienną podażą i wahającymi się poziomami wytwarzanej energii. Baterie mogą magazynować energię elektryczną i kompensować momenty, kiedy akurat wiatr nie wieje, a słońce chowa się za chmurami lub właśnie zaszło.

W sektorze transportu powinniśmy się spodziewać znacznego wzrostu liczby pojazdów elektrycznych o napędzie akumulatorowym. Już dziś łączny koszt posiadania pojazdu elektrycznego jest porównywalny z kosztem posiadania samochodu o napędzie benzynowym. Chociaż cena zakupu samochodów elektrycznych może być stosunkowo wysoka, są one tańsze w eksploatacji, ponieważ energia elektryczna kosztuje mniej i jest opodatkowana niższą stawką niż benzyna. Pojazdy elektryczne są też tańsze w utrzymaniu. Oczekuje się, że różnica między ceną zakupu nowego samochodu elektrycznego i nowego samochodu benzynowego zniknie jeszcze przed 2030 r. Będzie to absolutny przełom na rynku motoryzacyjnym. Oprócz możliwości wykorzystania w transporcie pojazdy elektryczne przyniosą też dodatkową korzyść dla tych, którzy inwestują w dachowe panele słoneczne – niezależnie od tego, czy są to podmioty publiczne, korporacyjne czy prywatne – obniżając ich rachunki za energię elektryczną. W obliczu wysokich cen prądu, energia elektryczna zmagazynowana w akumulatorach zaparkowanych samochodów może być wykorzystywana na potrzeby użytku domowego lub nawet sprzedawana do sieci.

Z punktu widzenia konkurencji produkcja baterii ma coraz większe znaczenie strategiczne dla gospodarki i społeczeństwa UE. Dlatego UE wspiera i współfinansuje kilka inicjatyw, które stymulują dalsze innowacje i zwiększają wykorzystanie baterii. Większość baterii dostępnych na rynku (pod względem magazynowanej energii elektrycznej) stanowiły tradycyjnie baterie kwasowo-ołowiowe. Były one wykorzystywane głównie do uruchamiania samochodów benzynowych lub jako awaryjne źródło energii elektrycznej umożliwiające niezakłócone dostawy prądu w przypadku niespodziewanego wyłączenia zasilania. Na rynku tych baterii UE cieszy się silną pozycją, ale wraz ze zmieniającymi się potrzebami i rozwojem technologii nastąpił wzrost zainteresowania elektromobilnością, który spowodował, że na pierwszy plan wysunęły się baterie litowo-jonowe.

Do niedawna zaledwie dwa przedsiębiorstwa europejskie – Saft z Francji (obecnie należące do firmy Total) oraz VARTA z Niemiec – mogły pochwalić się mocną pozycją na niszowym rynku baterii litowo-jonowych, na przykład w segmencie zastosowań kosmicznych lub aparatów słuchowych. Żadna europejska firma nie produkowała jednak baterii litowo-jonowych z myślą o rynku masowym – ta część rynku UE była zdominowana przez producentów azjatyckich. Ale sytuacja ta się zmienia. Coraz więcej przedsiębiorstw buduje zakłady produkcyjne baterii litowo-jonowych w Europie, na przykład:

• Northvolt z siedzibą w UE buduje obecnie gigantyczną, największą w Europie fabrykę ogniw baterii litowo-jonowych w Szwecji i planuje budowę podobnej gigantycznej fabryki w Niemczech
• w ramach wspólnego przedsięwzięcia firma Total oraz grupa producentów aut PSA (do której należą Peugeot, Citroen, DS, Opel i Vauxhall) zbudują zakłady masowej produkcji baterii we Francji i w Niemczech
• VARTA planuje w dalszym ciągu rozszerzać swoją produkcję baterii litowo-jonowych w Niemczech i w innych krajach.

Jednocześnie firmy azjatyckie, takie jak LG Chem, Samsung SDI, CATL i SK Innovation, a także amerykański gigant Tesla kontynuują rozbudowę swoich wielkich fabryk w różnych państwach UE.

Działania UE w dziedzinie baterii

[node:160378:view-mode:full]{EU action on batteries as Full content}

Początki unijnej polityki przemysłowej w dziedzinie baterii sięgają 2017 r., kiedy to Komisja Europejska przedstawiła koncepcję europejskiego sojuszu na rzecz baterii zrzeszającego państwa i przedsiębiorstwa unijne. W maju 2018 r. przyjęto strategiczny plan działania na rzecz baterii obejmujący cały proces od producenta do użytkownika końcowego. Od jesieni 2019 r. działa biznesowa platforma inwestycyjna europejskiego sojuszu na rzecz baterii, która zrzesza zainteresowane strony z całego łańcucha wartości baterii, a której celem jest przyspieszenie transakcji między inwestorami a spółkami, w które można inwestować.

Wiele rozmaitych projektów na różnych etapach łańcucha, w tym dotyczących punktów szybkiego ładowania, jest finansowanych przez Europejski Bank Inwestycyjny, a także z opracowanego przez Komisję instrumentu „Łącząc Europę” oraz z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego.

Aby ujednolicić działania UE w zakresie badań naukowych i innowacji w dziedzinie baterii, w 2019 r. Komisja uruchomiła europejską platformę technologii i innowacji „Batteries Europe”. Jako centralny ośrodek wszelkich badań w dziedzinie baterii w Europie platforma „Batteries Europe” umożliwia koordynację badań naukowych i innowacji w ramach europejskiego sojuszu na rzecz baterii. Za jej pośrednictwem eksperci w dziedzinie baterii z branży badawczej i przemysłowej, a także przedstawiciele krajowi i regionalni wspólnie ustanawiają krótkoterminowe priorytety badawcze i strategiczne programy badań.

Platforma „Batteries Europe” zapewnia stałą komunikację i koordynację między różnymi sieciami, projektami i inicjatywami badawczymi dotyczącymi tematyki baterii i realizowanymi w UE. Obecnie na platformie powstają szczegółowe plany działania w dziedzinie badań naukowych i innowacji dotyczące różnych segmentów łańcucha wartości baterii.

Odpowiedzią na szereg najpilniejszych potrzeb w zakresie badań naukowych i innowacji są dwa ważne projekty stanowiące przedmiot wspólnego europejskiego zainteresowania (projekty IPCEI) o wartości kilku miliardów euro, realizowane z udziałem 12 państw UE oraz kilkudziesięciu przedsiębiorstw i organizacji badawczych z całej Unii.

Finansowanie unijne w ramach programów „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa”

Choć tradycyjnie badania naukowe i innowacje w większości przypadków finansowane są z budżetów korporacyjnych i krajowych, finansowanie unijne często działa jak katalizator, tworząc powiązania między poszczególnymi podmiotami w całej UE.

W programie ramowym w zakresie badań naukowych i innowacji „Horyzont 2020” przeznaczono około 0,5 mld euro na badania w dziedzinie baterii. Od 2018 r. wszystkie zaproszenia do składania wniosków w tym programie dotyczące baterii skupiono wokół jednego programu prac. Przy planowaniu zaproszeń do składania wniosków w ramach „Horyzont 2020” uwzględnia się różne potrzeby rozmaitych sektorów transportu, różne potrzeby sektora energetycznego oraz różne horyzonty czasowe. W przeciwieństwie do projektów IPCEI dotyczących baterii w ramach „Horyzont 2020” realizuje się także działania długoterminowe, szczególnie za pomocą inicjatywy „Battery 2030+”.

Oprócz projektów skoncentrowanych wokół tematyki baterii w programie „Horyzont 2020” realizowanych jest wiele projektów wspierających innowacyjne metody integracji baterii w sektorze energetyki i transportu. Na przykład projekty poświęcone tematyce inteligentnych systemów energetycznych obejmują baterie na etapach wytwarzania, przesyłu, dystrybucji i użytkowników końcowych, które są realizowane w ramach inicjatywy BRIDGE.

Choć rok 2020 jest już za nami, program „Horyzont 2020” będzie przynosił korzyści jeszcze przez kilka kolejnych lat, ponieważ wiele projektów nadal jest realizowanych, a część nawet jeszcze się nie rozpoczęła. Ponadto w tym roku rusza „Horyzont Europa” – nowy 7-letni (2021–2027) program ramowy w zakresie badań naukowych i innowacji. Dzięki programowi prac „Klimat, energia i mobilność” program zapewni jeszcze większe wsparcie w zdobywaniu technologicznej przewagi UE w dziedzinie baterii i ich zastosowań.

Oprócz otwartych zaproszeń do składania wniosków UE bezpośrednio przyczynia się do rozwoju badań naukowych i informacji w dziedzinie baterii dzięki swoim nowoczesnym laboratoriom badawczym w Petten (Holandia) oraz w Isprze (Włochy) prowadzonym przez Wspólne Centrum Badawcze Komisji.

Zrównoważony łańcuch baterii

Nie można uzyskać pełnych korzyści z elektryfikacji bez zapewnienia zrównoważonego charakteru łańcucha wartości baterii. W grudniu 2020 r. Komisja Europejska zaproponowała modernizację przepisów UE dotyczących baterii, tworząc również powiązanie z gospodarką o obiegu zamkniętym. Jednym z ważnych celów proponowanych zmian jest ustanowienie nowych przepisów, dzięki którym baterie będą produkowane przy możliwie najmniejszym wpływie na środowisko, z wykorzystaniem materiałów uzyskanych przy pełnym poszanowaniu norm społecznych i ekologicznych. Baterie muszą być długotrwałe i bezpieczne, a po zakończeniu ich cyklu życia należy je ponownie wykorzystać, przetworzyć lub poddać recyklingowi, zapewniając w ten sposób ponowne wprowadzenie cennych materiałów do gospodarki.

Jako kolejny krok Komisja opracowuje obecnie środki umożliwiające osiągnięcie do 2030 r. zaktualizowanego celu dotyczącego redukcji emisji gazów cieplarnianych na poziomie 55 proc. netto w porównaniu z poziomami z 1990 r. Środki te szczegółowo opisano w Planie w zakresie celów klimatycznych na 2030 r. Są to między innymi:

• ambitniejszy cel w zakresie energii odnawialnej na 2030 r.
• zaostrzenie norm emisji CO2 dla samochodów
• zmiana prawodawstwa dotyczącego infrastruktury paliw alternatywnych
• nowe przepisy w dziedzinie opodatkowania energii.

Środki te spowodują, że jeszcze bardziej wzrośnie zapotrzebowanie na magazynowanie, w szczególności w odniesieniu do baterii. Komisja uruchomiła również wiele inicjatyw związanych z surowcami, umiejętnościami i kształceniem.

Magazynowanie energii – inne rozwiązania

Oprócz baterii za kluczową technologię prorozwojową umożliwiającą osiągnięcie do połowy wieku neutralności klimatycznej jest wodór – nic więc dziwnego, że znalazł się on w centrum uwagi UE i przemysłu europejskiego.

W sektorach, które nie nadają się do elektryfikacji, takich jak żegluga lub transport długodystansowy pojazdami ciężarowymi, wodór może być źródłem zasilania. W przypadku wodoru możliwe jest też długoterminowe magazynowanie, które pozwoli zrównoważyć wahania przepływów energii odnawialnej. W zintegrowanym systemie energetycznym wykorzystanie wodoru pomoże w dekarbonizacji przemysłu, transportu, wytwarzania energii i budynków w całej Europie. W przyjętej w lipcu 2020 r. unijnej strategii w zakresie wodoru przedstawiono prognozy dotyczące sposobów wykorzystania jego potencjału w praktyce dzięki inwestycjom, regulacji, utworzeniu rynku oraz badaniom naukowym i innowacjom.

Dzięki programom „Horyzont 2020” i „Horyzont Europa” UE zapewnia także wsparcie na rzecz innych technologii magazynowania, w tym elektrowni szczytowo-pompowych oraz przechowywania energii cieplnej.

Jeśli chodzi o przepisy UE dotyczące energii odnawialnej i struktury rynku energii elektrycznej, są one neutralne pod względem technologicznym i obejmują wszystkie formy magazynowania (istniejące, powstające lub jeszcze niewynalezione). Komisja ma nadzieję, że zachęci to do dalszych badań i wdrażania innych rodzajów magazynowania, takich jak superkondensatory, koła zamachowe, magazynowanie energii w ciekłym powietrzu i magazynowanie energii w sprężonym powietrzu.

Udany rozwój baterii i zdolności do magazynowania energii w UE wpisuje się w dwa ważne priorytety unijne: Europejski Zielony Ład (wsparcie przejścia na czysta energię) oraz transformację cyfrową. Celem jest opracowanie systemów magazynowania i zastosowań użytkownika najwyższej jakości dzięki trwającej już cyfryzacji.

Inne strony na ten temat

Magazynowanie energii (DG ds. Energii)

Wodór (DG ds. Energii)

Magazynowanie energii (DG ds. Badań Naukowych i Innowacji)

Sojusze przemysłowe (DG ds. Rynku Wewnętrznego, Przemysłu, Przedsiębiorczości i MŚP)