Рынок гравитационного хранения энергии — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (гидроаккумулирующее хранение, гравитационное потенциальное хранение энергии, кинетическое хранение энергии, гибридные системы), по компоненту (механический, электрический, система преобразования энергии), по применению (переключение нагрузки, интеграция возобновляем

Обзор рынка

Глобальный рынок гравитационного хранения энергии оценивался в 303,27 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 32,22% до 2029 года.

Рынок гравитационного хранения энергии включает технологии, которые хранят и высвобождают энергию с использованием гравитационной потенциальной энергии. Этот подход обычно использует большие массы, такие как бетонные блоки или стальные грузы, которые поднимаются на большую высоту для хранения энергии, а затем опускаются для высвобождения накопленной энергии при необходимости. Рынок охватывает различные системы, включая гидроаккумулирующие системы, где вода закачивается в приподнятый резервуар и высвобождается для выработки электроэнергии, а также более новые инновационные системы, которые используют краны или лебедки для подъема и опускания грузов.

Основными преимуществами гравитационного хранения энергии являются длительный срок службы, низкое воздействие на окружающую среду и возможность предоставления надежных масштабируемых решений для хранения. Эти системы особенно подходят для балансировки колебаний сети, интеграции возобновляемых источников энергии и поддержки периодов пикового спроса. Рынок обусловлен ростом инвестиций в возобновляемую энергетику, потребностью в эффективных решениях для хранения энергии и достижениями в области технологий, которые повышают эффективность и масштабируемость гравитационных систем. По мере роста спроса на устойчивые и устойчивые решения для хранения энергии ожидается расширение рынка гравитационного хранения энергии, что открывает многообещающие возможности для инноваций и развития в области управления энергией.

Основные движущие силы рынка

Растущий спрос на интеграцию возобновляемой энергии

Глобальный переход к возобновляемым источникам энергии, таким как энергия ветра и солнца, является значительным драйвером рынка гравитационного хранения энергии. Возобновляемые источники энергии по своей природе непостоянны, что означает, что их выход может колебаться в зависимости от погодных условий и времени суток. Для обеспечения стабильного и надежного энергоснабжения необходимы системы хранения энергии. Гравитационное хранение энергии обеспечивает жизнеспособное решение этой проблемы, сохраняя избыточную энергию, вырабатываемую в периоды пикового производства, и высвобождая ее, когда производство возобновляемой энергии снижается.

Одним из главных преимуществ гравитационного хранения энергии является его способность эффективно хранить большие объемы энергии в течение длительных периодов. В отличие от традиционных аккумуляторных систем, которые могут со временем деградировать и требовать частой замены, гравитационные системы, как правило, предлагают более длительный срок службы и более низкие затраты на обслуживание. Это делает их экономически эффективным и устойчивым выбором для интеграции возобновляемой энергии в сеть.

Снижение стоимости технологий возобновляемой энергии привело к увеличению инвестиций в проекты зеленой энергетики. По мере добавления в сеть большего количества возобновляемой энергии растет потребность в надежных решениях для хранения энергии. Гравитационные системы хранения энергии с их масштабируемостью и долговечностью хорошо подходят для удовлетворения этого спроса. Правительства и энергетические компании все больше осознают роль гравитационного хранения в повышении стабильности сети и поддержке перехода к низкоуглеродному энергетическому будущему, что еще больше стимулирует рост рынка.

Технологические достижения и инновации

Технологические достижения и инновации в системах гравитационного хранения энергии являются ключевым фактором рынка. Недавние разработки повысили эффективность, масштабируемость и рентабельность этих систем, сделав их более привлекательными для инвесторов и поставщиков энергии.

Инновации в материалах и дизайне привели к более надежным и эффективным решениям для гравитационного хранения энергии. Например, достижения в области строительных материалов и инженерных технологий повысили производительность систем, использующих бетонные или стальные грузы. Новые конструкции, такие как модульные системы и усовершенствованные подъемные механизмы, также повысили гибкость и масштабируемость решений для гравитационного хранения энергии.

Исследования и разработки сосредоточены на интеграции гравитационного хранения энергии с другими энергетическими системами и технологиями. Например, гибридные системы, которые объединяют гравитационное хранение с другими формами хранения энергии, такими как батареи или гидроаккумуляторы, могут обеспечить более комплексное решение проблем управления энергией. Эти инновации не только повышают эффективность гравитационного хранения энергии, но и расширяют его применение и рыночный потенциал.

Поскольку технологии продолжают развиваться, ожидается, что стоимость внедрения систем гравитационного хранения энергии будет снижаться, что еще больше стимулирует рост рынка. Продолжающаяся разработка новых материалов, инженерных методов и стратегий интеграции продолжит повышать производительность и привлекательность гравитационного хранения энергии, делая его жизнеспособным вариантом для широкого спектра потребностей в хранении энергии.

Повышение требований к хранению энергии для стабильности сети

Потребность в решениях по хранению энергии для поддержания стабильности сети является важнейшим фактором рынка гравитационного хранения энергии. По мере того как электрические сети становятся все более сложными и объединяют различные источники энергии, способность управлять колебаниями и обеспечивать бесперебойное электроснабжение становится все более важной.

Системы гравитационного хранения энергии предлагают решение этой проблемы, предоставляя надежное средство балансировки спроса и предложения. Эти системы могут хранить избыточную энергию в периоды низкого спроса или высокого производства и высвобождать ее в периоды пикового спроса или низкого производства. Эта возможность помогает стабилизировать сеть и предотвращать отключения электроэнергии или колебания.

Системы гравитационного хранения энергии могут предоставлять вспомогательные услуги для сети, такие как регулирование частоты и поддержка напряжения. Быстро реагируя на изменения в состоянии сети, эти системы помогают поддерживать стабильность и надежность электроснабжения.

Растущая сложность современных электрических сетей в сочетании с растущим проникновением возобновляемых источников энергии усилила потребность в эффективных решениях для хранения энергии. Системы гравитационного хранения энергии с их длительным сроком службы, низким воздействием на окружающую среду и способностью справляться с крупномасштабным хранением энергии хорошо подходят для удовлетворения этих требований. Поскольку операторы сетей и поставщики энергии стремятся повысить стабильность и надежность сети, ожидается рост спроса на решения для гравитационного хранения энергии.

Основные проблемы рынка

Высокие начальные капитальные затраты

Одной из основных проблем, с которыми сталкивается глобальный рынок гравитационного хранения энергии, являются высокие начальные капитальные затраты, связанные с разработкой и развертыванием систем гравитационного хранения энергии. Хотя системы гравитационного хранения энергии предлагают долгосрочные преимущества, включая низкие эксплуатационные и эксплуатационные расходы, первоначальные инвестиции, необходимые для инфраструктуры и строительства, могут быть значительными.

Системы гравитационного хранения энергии часто включают крупномасштабные проекты, требующие значительных инвестиций в материалы, проектирование и строительство. Например, системы, использующие тяжелые грузы или бетонные блоки, обычно требуют обширных строительных работ и проектирования конструкций для создания необходимой инфраструктуры. Кроме того, необходимо спроектировать и установить передовые подъемные механизмы, такие как краны или лебедки, что увеличивает общую стоимость.

Высокие начальные затраты могут стать препятствием для многих потенциальных пользователей, особенно в регионах или на рынках с ограниченными финансовыми ресурсами или там, где альтернативные решения для хранения энергии более экономически выгодны. Это особенно актуально для развивающихся рынков или стран с формирующейся рыночной экономикой, которые могут испытывать трудности с выделением необходимых средств на крупномасштабные проекты по хранению энергии.

Чтобы преодолеть эту проблему, заинтересованным сторонам необходимо изучить варианты финансирования, такие как государственно-частное партнерство, государственные субсидии и инновационные модели финансирования. Кроме того, технологические достижения и экономия за счет масштаба могут помочь со временем снизить стоимость систем гравитационного хранения энергии. Однако решение проблемы высоких первоначальных капитальных затрат остается важнейшей проблемой для широкого внедрения и роста рынка гравитационного хранения энергии.

Ограничения, связанные с местом

Еще одной значительной проблемой для рынка гравитационного хранения энергии является специфичность этих систем для места. Решения по гравитационному хранению энергии часто требуют определенных географических и экологических условий, чтобы быть эффективными и экономически жизнеспособными. Эта зависимость от места может ограничивать места, где эти системы могут быть развернуты, и может влиять на их общую масштабируемость и гибкость.

Системам гравитационного хранения энергии обычно требуется подходящий перепад высот для эффективного функционирования. Например, для систем гидроаккумулирования требуется доступ как к верхнему, так и к нижнему резервуару со значительными перепадами высот. Аналогично, другие системы гравитационного хранения, такие как те, которые включают тяжелые грузы или бетонные блоки, нуждаются в соответствующих местах с достаточным пространством и правильным рельефом для установки и эксплуатации системы. Это требование, специфичное для участка, может ограничить развертывание систем гравитационного хранения регионами, которые соответствуют этим критериям, потенциально исключая области, в которых отсутствуют подходящие географические условия.

Воздействие на окружающую среду строительства этих систем также может быть проблемой. Строительство крупномасштабной инфраструктуры для гравитационного хранения энергии может иметь последствия для местных экосистем, землепользования и принятия сообществом. Например, строительство крупных водохранилищ или приподнятых платформ может нарушить естественную среду обитания или повлиять на местные сообщества.

Устранение этих ограничений, специфичных для участка, включает тщательный выбор участка, оценку окружающей среды и потенциальное изменение проектов для соответствия различным условиям. Кроме того, достижения в области технологий и инженерии могут помочь смягчить некоторые из этих ограничений, но присущий гравитационному хранению энергии характер, специфичный для конкретного места, остается проблемой для его широкого внедрения и развертывания.

Основные тенденции рынка

Развитие передовых технологий

Глобальный рынок гравитационного хранения энергии переживает тенденцию к разработке и внедрению передовых технологий, которые повышают эффективность и возможности этих систем. Технологические инновации играют решающую роль в устранении некоторых ограничений и проблем, связанных с гравитационным хранением энергии, делая эти системы более жизнеспособными и привлекательными для различных применений.

Последние достижения включают улучшения в материалах, дизайне и инженерных методах. Например, новые высокопрочные материалы и методы строительства используются для создания более надежных и эффективных систем гравитационного хранения. Инновации в подъемных механизмах, таких как усовершенствованные краны и лебедки, также повышают производительность и масштабируемость этих систем.

Растет интерес к модульным и масштабируемым конструкциям, которые обеспечивают большую гибкость при развертывании решений по гравитационному хранению энергии. Модульные системы можно адаптировать к различным потребностям в хранении энергии и условиям на месте, что делает их пригодными для более широкого спектра применений. Эти конструкции также облегчают и более экономично расширяют возможности по мере роста требований к хранению энергии.

Интеграция с цифровыми технологиями является еще одной ключевой тенденцией. Достижения в области систем управления, датчиков и аналитики данных позволяют осуществлять более точный мониторинг и управление системами гравитационного хранения энергии. Эти технологии помогают оптимизировать производительность, повышать эффективность и предоставлять информацию о работе системы в режиме реального времени.

Ожидается, что постоянное развитие передовых технологий будет стимулировать инновации и рост на рынке гравитационного хранения энергии. По мере появления новых решений они будут повышать возможности и привлекательность систем гравитационного хранения энергии, расширяя их применение и способствуя общему развитию технологий хранения энергии.

Повышенное внимание к устойчивости и воздействию на окружающую среду

Глобальный рынок гравитационного хранения энергии становится свидетелем растущего внимания к устойчивости и воздействию на окружающую среду. Поскольку опасения по поводу изменения климата и ухудшения состояния окружающей среды становятся все более насущными, все больше внимания уделяется принятию решений по хранению энергии, которые соответствуют целям устойчивого развития и имеют минимальный экологический след.

Системы гравитационного хранения энергии по своей сути более экологичны по сравнению с некоторыми другими технологиями хранения. Они не содержат вредных химических веществ или материалов, а их работа основана на механических процессах, а не на химических реакциях. Это делает их более устойчивым вариантом для крупномасштабного хранения энергии.

Использование гравитационного хранения энергии может способствовать снижению зависимости от ископаемого топлива и снижению выбросов парниковых газов. Предоставляя средства для хранения избыточной возобновляемой энергии и ее высвобождения при необходимости, гравитационное хранение помогает интегрировать больше возобновляемой энергии в сеть и поддерживать переход к низкоуглеродной энергетической системе.

В ответ на растущие экологические проблемы многие заинтересованные стороны в энергетическом секторе отдают приоритет устойчивости в своих стратегиях хранения энергии. Это включает в себя оценку воздействия технологий хранения энергии на окружающую среду, внедрение передовых методов выбора места и строительства, а также изучение способов минимизации экологического следа систем гравитационного хранения энергии.

Существует тенденция к включению принципов круговой экономики в проектирование и эксплуатацию систем гравитационного хранения энергии. Это включает в себя использование устойчивых материалов, сокращение отходов и проектирование систем для долговечности и возможности вторичной переработки. Такие подходы соответствуют более широким целям устойчивости и помогают улучшить экологические характеристики гравитационного хранения энергии.

Ожидается, что повышенное внимание к устойчивости и воздействию на окружающую среду будет способствовать принятию систем гравитационного хранения энергии и формировать будущее рынка. По мере роста спроса на экологически чистые энергетические решения гравитационное хранение энергии продолжит играть ключевую роль в движении к более устойчивому энергетическому будущему.

Аналитика по сегментам

Аналитика по типам

Сегмент гидроаккумулирующих станций занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Гидроаккумулирующие станции являются наиболее зрелой и широко применяемой формой гравитационного хранения энергии. Технология используется с 1920-х годов, обеспечивая проверенную историю для крупномасштабного хранения энергии. Ее эксплуатационная надежность и эффективность были хорошо документированы за десятилетия использования.

Системы гидроаккумулирования могут быть масштабированы для удовлетворения существенных потребностей в хранении энергии. Крупномасштабные установки, такие как с мощностью, превышающей 1000 мегаватт, демонстрируют способность технологии справляться со значительными потребностями в энергии. Эта масштабируемость делает гидроаккумулирование привлекательным вариантом для операторов сетей, которым необходимо сбалансировать большие объемы энергии.

Технология отлично обеспечивает стабильность и гибкость сети. Накапливая избыточную энергию в периоды низкого спроса и высвобождая ее во время пикового спроса, гидроаккумулирование помогает сглаживать колебания и поддерживать стабильное электроснабжение. Его способность быстро реагировать на изменения спроса на электроэнергию делает его бесценным для управления сетями.

Системы гидроаккумулирования имеют длительный срок эксплуатации, часто превышающий 50 лет. Они также выигрывают от относительно низких затрат на эксплуатацию и техническое обслуживание по сравнению с другими технологиями хранения энергии. Минимальная деградация с течением времени и более низкие текущие расходы способствуют их экономической жизнеспособности.

Инфраструктура для гидроаккумулирования хорошо налажена, с многочисленными объектами по всему миру. Эта существующая инфраструктура поддерживает текущие инвестиции и расширения, укрепляя ее доминирование на рынке.

Региональные данные

Регион Северной Америки занимал самую большую долю рынка в 2023 году. Северная Америка, особенно Соединенные Штаты и Канада, выигрывают от хорошо налаженной инфраструктуры и передовых технологических возможностей. Регион имеет историю инвестирования и развертывания крупномасштабных систем хранения энергии, включая гидроаккумулирование, которое остается важным компонентом гравитационного хранения энергии. Существующая инфраструктура для этих систем обеспечивает прочную основу для интеграции новых гравитационных технологий и расширения их развертывания.

Регион является лидером в области исследований и разработок в области энергетики, со значительными инвестициями как из частного, так и из государственного секторов. Это включает финансирование инновационных решений и технологий хранения энергии. Североамериканские компании и научно-исследовательские институты находятся на переднем крае разработки и коммерциализации современных систем гравитационного хранения энергии, способствуя доминированию региона на рынке. Кроме того, присутствие крупных энергетических компаний и стартапов, ориентированных на технологии хранения энергии, еще больше стимулирует инновации и рост рынка.

Северная Америка получает выгоду от поддерживающих нормативных рамок и политик, которые способствуют разработке и интеграции технологий хранения энергии. Правительственные стимулы, субсидии и мандаты на возобновляемую энергию создают благоприятную среду для проектов гравитационного хранения энергии. Акцент на сокращении выбросов парниковых газов и повышении стабильности сети соответствует возможностям систем гравитационного хранения энергии, что делает их привлекательным решением для достижения региональных энергетических целей.

Поскольку Северная Америка увеличивает свои мощности по возобновляемой энергии, растет спрос на надежные и масштабируемые решения по хранению энергии для управления прерывистостью возобновляемых источников энергии. Системы гравитационного хранения энергии предлагают жизнеспособное решение для балансировки спроса и предложения, способствуя их широкому внедрению в регионе.

Последние разработки

• В июне 2024 года Альянс по хранению энергии Индии (IESA) провел свою ежегодную международную конференцию и выставку India Energy Storage Week (IESW) в Нью-Дели. В мероприятии приняли участие более 150 ключевых партнеров и экспонентов, а также представители более 1000 компаний. На IESW 2024 сингапурская компания VFlowTech представила свой крупнейший завод по производству нелитиевых батарей в Палвале, Харьяна. Этот новый завод предназначен для производства передовых систем ванадиевых окислительно-восстановительных проточных батарей (VRFB) VFlowTech, обслуживающих как кВт·ч, так и МВт·ч приложения. Эта разработка представляет собой значительный прогресс в стратегии роста VFlowTech и приверженности долгосрочным решениям по хранению энергии.
• В апреле 2024 года на 12-й Международной конференции и выставке по хранению энергии (ESIE) компания Sineng Electric представила свою новейшую инновацию в области хранения энергиицентральную систему хранения энергии следующего поколения мощностью 1250 кВт. Этот запуск представляет собой заметный прогресс в технологии хранения энергии и подчеркивает постоянную приверженность Sineng Electric инновациям и совершенству в производстве.
• В июле 2024 года компания Peak Energy, американский лидер в области решений для гигамасштабного хранения энергии для сетей, запустила полномасштабное производство своей технологии натрий-ионных аккумуляторов после успешного раунда финансирования серии A на сумму 55 миллионов долларов США. Финансирование было инициировано Xora Innovation и поддержано Eclipse, TDK Ventures, Lachy Groom, Tishman Speyer, TechEnergy Ventures, Doral Energy-Tech Ventures и DETV-Scania Invest.

Ключевые игроки рынка

• Energy Vault Holdings, Inc.
• Highview Enterprises Ltd
• Egan Legacy Partners
• VFlowTech Pte Ltd
• PowerVault
• ThorCon DMCC
• Epsilon Energy Ltd
• Orbital Marine Power