Системы хранения электроэнергии будущего

Таковы рынки, где закупки оборудования китайского производства корректируют привычные способы сохранения электроэнергии.

Китайская «солнечная революция» наступила

Системы возобновляемой электроэнергии, в частности солнечные энергосистемы (СЭС) по себестоимости и рентабельности в эксплуатации давно обошли угольные. СЭС особенно востребованы в небольших муниципалитетах.

Один из примеров «энергоэффективного китайского подхода» – электростанция Shouhang Dunhuang. В фокусе зеркал электростанции находится широкая площадка, освещаемая отражёнными солнечными лучами. На площадке несколько тонн расплавленной соли с температурой 565 °C.

Соль генерирует пар, приводящий в движение турбину. Расплавленная соль остывает инертно, сохраняет тепло в течение ночи, поэтому такая электростанция может работать круглосуточно и при любой погоде. Такому способу получения электроэнергии от солнца, не нужны типичные солнечные батареи. Это лишь один иллюстративный пример возможностей и перспектив развития инженерной мысли.

Другим альтернативным вариантом являются СЭС на гибких и относительно дешёвых перовскитных элементах (ПЭ), использующие гибридные материалы с кристаллической структурой перовскита с высокой способностью поглощать и преобразовывать свет. Это делает их перспективными для солнечных батарей (фотоэлементов), светодиодов и фотоприемников. Возможность регулировки спектра поглощения и высокая эффективность даже при тонком слое материала ПЭ являются перспективой к электронным носимым устройствам на гибкой основе.

По статистике потребления электроэнергии в мире в связи с разными источниками энергии в 2026 году впервые в истории возобновляемые источники выработали больше электричества, чем уголь и другие виды энергоисточников.

Драйвер этого глобального сдвига – Китай. Сегодня в КНР производят 80% всех СЭС и солнечных панелей, 70% ветровых турбин и 70% литиевых батарей — по конкурентным ценам. Для сравнения: в 2004 году потребовался целый год, чтобы установить солнечных батареи, вырабатывающие 1 ГВт мощности. Сегодня каждый день в эксплуатацию вводится в 2 раза больше энергетических мощностей.

Но солнечные батареи — не новая технология. В китайской электронной промышленности используют основы тех же кремниевых элементов, изобретенных ещё в Лаборатории Белла (Bell Labs) в 1954 году. Однако, именно в КНР превратили солнечные панели из штучного товара для космических аппаратов в дешевую массовую продукцию. Сегодня это источник самой дёшевой энергии, которая когда-либо была на Земле.

Люди покупают СЭС не потому что сильно озабочены глобальным потеплениям, а потому что это дёшево и даёт энергетическую независимость. По некоторым расчётам за последние 10 лет экспорт китайской ветровой и солнечной технологии помог избежать 4,1 млрд тонн выбросов CO2.

Согласно последнему докладу МЭА «Мировой энергетический прогноз», в течение следующего десятилетия 80% роста спроса на электроэнергию, будет приходиться на «регионы с высококачественным солнечным излучением».

Рост интереса к системам накопления и сохранения электроэнергии

Сочетание солнечной энергии с системами хранения энергии — удобный и рентабельный способ повышения энергетической безопасности и снижения зависимости от импорта ископаемого топлива, в том числе редкоземельных металлов. Потому, что СЭС обходится дешевле и быстрее, чем строительство новой газовой электростанции и даже гидроэлектростанции средней мощности, особенно если страна зависит от импорта СПГ.

Солнечная энергия — это самый дешёвый вид электроэнергии, который когда-либо был доступен миру. Большая часть электроэнергии потребляется непосредственно в течение дня, поэтому хранить нужно лишь часть, и только эта часть влечет за собой дополнительные затраты на хранение.

Доступны и некоторые конкретные расчёты по рентабельности. Накопление около 50% дневной солнечной энергии достаточно для обеспечения бесперебойной работы солнечной электростанции в течение ночи. При себестоимости электроэнергии в 65 долларов США за 1 МВт/ч, накопление половины вырабатываемой энергии примерно увеличивает стоимость солнечной энергии на 33 USD за 1 МВт/ч.

В конце 2026 года стоимость комплексных проектов (капитальные затраты) по хранению электроэнергии на аккумуляторных батареях (АКБ) составляла относительно небольшую сумму, всего 125 долларов США за 1 кВт/ч. Из них около 75 USD на 1 кВт/ч приходится на основное оборудование, поставляемое из Китая, и около 50 USD на монтаж модулей с АКБ.

Второй год подряд наблюдается резкое снижение цен на композитные материалы, благодаря чему АКБ подешевели, что делает экономически целесообразным использование регулируемых солнечных электростанций с системами накопления и сохранения э/э. Относительно низкая стоимость хранения энергии обусловлена не только более дешёвыми АКБ с длительным срок эксплуатации, но и высокой эффективностью АКБ и низкие затратами на финансирование соответствующих производств и проектов. Это означает, что удельная стоимость длительного хранения электроэнергии в АКБ имеет значительные выгоды.

Усовершенствование технологии хранения э/э с использованием мощных аккумуляторов привело к быстрому наращиванию производственных мощностей, жёсткой конкуренции и переизбытку предложения. Это в свою очередь определяет снижению производственных затрат и себестоимости АКБ.

На мировых рынках за пределами Китая и США средняя цена на солнечную энергию для потребителя составляла 43 USD за 1 МВт/ч. На этом фоне обозначился рост услуг по проектированию, закупке и строительству систем сохранения э/э (EPC). Об этом свидетельствуют результаты недавних аукционов в Саудовской Аравии, Индии и Италии, а также в Австралии, Мексике, Румынии, Хорватии и Турции.

Есть чётко выраженная зависимость: чем больше площадь СЭС и плотность её модулей, чем меньше расстояние до систем сохранения (аккумулирования э/э) – тем меньше затраты на монтаж СЭС и меньше средняя стоимость э/э для потребителя.

Оценка основного оборудования и тенденции будущего

Основное оборудование — в основном корпуса систем хранения энергии — аккумуляторов (BESS), система преобразования энергии (PCS) и система управления энергопотреблением (EMS) выгодны при доставке из Китая в страны с низкими импортными пошлинами. Цена литий-железо-фосфатных (LFP) аккумуляторных элементов для стационарных систем хранения энергии снизилась до примерно 40 долларов США за 1 кВт/ч на внутреннем рынке Китая по состоянию на февраль 2026 года.

Эти элементы дополнительно интегрируются в модули, состоящие из АКБ. В модулях размещают в 20-футовых контейнерах. В производственном цикле на изготовление корпусов АКБ приходится почти 90% от себестоимости, а в общем затраты на системы хранения энергии и управления энергоснабжением приходится около 10%. Итоговая стоимость основного оборудования достигает 100 долларов США за 1 кВт/ч на рынках с высокими тарифами, строгими стандартами (сертификатами безопасности) или местными требованиями. Хотя в Индии цены на местные системы управления энергопотреблением и энергоснабжением конкурентоспособны по сравнению с КНР.

Наибольшие колебания стоимости в основном связаны с платой за подключение к сети.

Стоимость услуг EPC и подключения к энергосетям, необходимых для ввода оборудования в эксплуатацию варьируется, но обычно составляет около 50 долларов США за 1 кВт/ч. При условии, что земельный участок предоставляется компанией-поставщиком услуг или приобретается по низкой цене.

Когда модули АКБ монтируются на действующей электростанции (СЭС), стоимость подключения к сети ещё более снижается.

Динамику снижения цен можно уточнить в легко проверяемых цифрах и отчётах с выставок и аукционов промышленного оборудования. На двух недавних аукционах в Саудовской Аравии в августе 2026 года заключены контракты на поставку оборудования для СЭС в городах Табук и Хаиль на сумму 179–183 млн долларов за каждый проект мощностью 2,45 ГВт/ч, или (в перерасчёте) всего 73–75 долларов за 1 кВт/ч произведенной э/э. По некоторым оценкам требуется около 8 лет, чтобы окупить капитальные затраты на установку одной СЭС.

В прошлом 2025 году Индия провела несколько аукционов (для заключения контрактов) по системам хранения энергии (BESS) с различными масштабами и ценами закрытия. Примером может служить аукцион RVUNL, где цены были при мерно на 20% ниже, чем на аукционах по продажам аналогичного оборудования в том же году на аукционах в Италии, к примеру, на тендере Macse. Очевидны три промежуточных вывода.

Во-первых, интерес к возобновляемой э/э и системам по её преобразованию и сохранению (АКБ) в мире неодинаковый, неравномерный по регионам. Наиболее динамично развиваются регионы Азии, Индокитая и Африки, в то время как европейский континент уже относительно насыщен системами СЭС разной мощности и назначения.

Во-вторых, с ростом конкуренции на рынке продаж систем хранения э/э возрастает их конкурентная способность и падает цена, что делает их ещё более доступными даже в странах с развивающейся экономикой.

В-третьих, разработчики РЭА в Индии получают субсидию на капитальные затраты, что отчасти объясняет более низкую цену производства АКБ по сравнению с Италией. Это тоже отражает ожидания разработчиков относительно и будущего снижения цен на батареи.

Динамика падения цен на АКБ для СЭС

За последние 10 лет затраты на установку снижались в среднем на 20% в год, а объёмы внедрения СЭС с АКБ, произведенными по новым технологиям увеличивались примерно на 80% в год.

Стоимость батарей значительно снизилась, причем особенно резко падение наблюдалось в 2024 году. Данные анализа о необратимом пока росте производства система возобновляемой энергии свидетельствуют о дальнейшем снижении цен в 2027 году.

Это обусловлено быстрым наращиванием масштабов сборочных заводов, которые интегрируют элементы в контейнерные системы, в сочетании с жёсткой конкуренцией между производителями и продолжающимся снижением цен на литий-железо-фосфатные элементы (LFP). Стоимость установки СЭС также снижается, поскольку почти вся линейка современных системы монтируется быстро и «под ключ».

Интеграция таких компонентов как PCS непосредственно в модули–преобразователи переменного тока упростила развёртывание оборудования и снизила проектные риски, ускорила процесс обучения персонала, чем ещё больше снизила затраты.

Стоимость хранения единицы электроэнергии называется приведенной стоимостью хранения (LCOS). Низкая удельная стоимость хранения энергии (LCOS) является результатом не только удешевления батарей. Более длительный срок службы, высокая эффективность и снижение затрат на производство АКБ — все это способствовало снижению стоимости сохранения э/э.

Стоимость электроэнергии, вырабатываемой в дневное время, составляет 65 долларов США за 1 МВт/ч для оборудования с долгосрочной системой хранения энергии на основе современных АКБ.

Сегодня стандартный расчётный срок службы батареи составляет 20 лет, поскольку технология LFP позволила увеличить количество циклов зарядки/разрядки. Гарантийные показатели производительности выражены в годах и циклах заряда/разряда: в годах гарантии составляют 20 или даже 25 лет, а в циклах — обычно 10–12 000 циклов и более (что при 1 цикле в день составляет более 25 лет).

Благодаря использованию высококачественных PCS и оптимизированной системной интеграции материалов, характерной для технологии 2025 года АКБ с КПД 90% находится на пределе производительности. При лучшем (рекордном) значении КПД 92% среди относительно бюджетных АКБ, задействованных в системах преобразования э/э AC-DC-AC. В сравнении с ними аккумуляторы более старых поколений имеют КПД около 80–85%.

Проблемные вопросы и перспективы

Обеспечение постоянного электроснабжения требует большого количества солнечных электростанций и увеличения объёмов хранения энергии в аккумуляторах.

Это позволяет более точно согласовать выработку солнечной энергии с типичным профилем спроса региона, а значит, можно удовлетворить большую долю вечернего и ночного спроса потребителей в тёмное время суток, в пасмурную погоду и при обильных осадках, соответственно более разумно регулировать энергетический баланс потребления э/э в регионах.

Усредненный график–прогноз уровня излучения при разных солнечных циклах.

Дешёвые по себестоимости АКБ позволят солнечной энергии удовлетворить большую часть глобального роста энергопотребления. К примеру, в условиях пустынь (Индонезия, Саудовская Аравия, ОАЭ и др), с дешёвыми солнечными электростанциями увеличение мощности и накопление большей доли солнечной энергии стало ещё более привлекательным.

Системы с длительным временем работы (4 часа и более) редко могут обеспечить несколько циклов разряда/заряда в сутки, если батарея используется для переключения режимов с накопления и хранения в «отдачу» в месте даже с относительно постоянным солнечным светом в течение года. Высокая частота циклов зарядки/разрядки приводит к сокращению срока службы АКБ. К концу расчётного срока службы мощность, вырабатываемая АКБ, снизится из‑за деградации компонент и потери ёмкости. Производители гарантируют снижение ёмкости на ≤2% в год, то есть после 20 лет ёмкость АКБ остается на уровне 65% от первоначальной. Причем ежегодные эксплуатационные расходы на регламент СЭС обычно невелики — около 2% от её производственной себестоимости.

Увеличение срока службы СЭС, повышение её эффективности и универсальности, снижение проектных рисков позволили сократить себестоимость продукции более чем на треть. Это объясняется тем, что современные батареи работают гораздо лучше, чем АКБ предыдущих поколений. Представленные ниже улучшения характеристик снижают себестоимость электроэнергии в СЭС с новым типом АКБ на 35%:

• Увеличенный в 2 раза срок службы. Время эффективной эксплуатации современных литий-железо-фосфатных аккумуляторов примерно 20 лет, в сравнении показателем в 10 лет – ранее. Увеличение срока службы снижает себестоимость электроэнергии примерно на 20 долларов США за условный 1 МВт/ч.
• Повышенная эффективность. АКБ по старой технологии работали с эффективностью около 85% по сравнению с почти 90% теперь, что позволило снизить себестоимость электроэнергии ещё на 5 долларов за 1 МВт/ч.
• Снижение проектных рисков подтверждается тем, что значительно улучшена безопасность эксплуатации модулей АКБ и всей СЭС, снижены практические риски, пожарная опасность.

Именно эти причины, а не только удешевление оборудования, объясняют заметное снижение цены и технологий, связанных с производством современных АКБ.

Выводы

В мире развёртывают системы хранения электроэнергии, одновременно развивая собственные отрасли «чистой» и возобновляемой на будущее.

В 2026 году производственные мощности по выпуску аккумуляторов уже значительно опережают спрос. Хотя Китай доминирует в мировом производстве аккумуляторов, но волна инвестиций в новые производственные мощности в Азии, Европе, на Ближнем Востоке и в США показала, что эти страны прогнозируют и стремятся диверсифицировать цепочки поставок, что в свою очередь повышает энергетическую безопасность на их оборудовании.

Сегодня большинство крупномасштабных аккумуляторных батарей для электросетей используют литий-железо-фосфатные (LFP) аккумуляторы, в которых не используются никель и кобальт. Также продолжается переход к натрий-ионным технологиям, это приводит к постепенному исключению лития как обязательного ранее компонента мощных АКБ и устранению из аккумуляторов критически важных минералов.

Экономическая ситуация на рынке предложений и спроса мощных АКБ значительно изменилась. После 40%-го падения стоимости аккумуляторного оборудования в 2025 году ясно, что в 2026 году тенденция сохранится, а падение цен на мощные АКБ продолжится.

Солнечная энергия — не только дешевая дневная э/э, а электроэнергия, которую можно получать в любое время суток. Дешёвые аккумуляторы не только ведут к росту систем СЭС разной мощности для домохозяйств и производственной сферы, но ещё более раскрывают потенциал СЭС, делая их «всепогодными» и расширяя возможности монтажа в труднодоступных условиях. Благодаря системам хранения э/э энергия солнца стала доступной для аккумулирования, хранения и потребления в любое время. В совокупности такие системы удовлетворят значительную часть растущего мирового спроса на энергию в течение следующего десятилетия.

Это кардинально меняет ситуацию для стран с быстрорастущим спросом и мощными ресурсами, особенно где среднегодовая солнечная активность высока.