Системы хранения (СХЭ) и накопления энергии (СНЭ) занимают всё более значимое место в стратегиях развития электроэнергетической отрасли по всему миру. Так, согласно прогнозам [1], в 2025 году их вводимая мощность может составить 35 000 МВт, а к 2030 году, мощность накопителей может вырасти в три раза. Сегодня, доминирующие позиции в общемировой структуре накопителей занимают гидроаккумулирующие электростанции (ГАЭС). Их совокупная мощность достигла отметки 170 ГВт, что соответствует 96% от общей доли рынка накопителей [2]. Распространение ГАЭС обуславливается их преимущественным использованием в связке с гидроэлектростанциями (ГЭС) и атомными электростанциями (АЭС), однако тренды показывают, что доля других видов накопителей будет только увеличиваться (рис. 1).
Причинами роста ввода аккумуляторных батарей является интеграция возобновляемых источников энергии (ВИЭ), а также сопутствующий запрос разработки механизмов управления образующихся электроэнергетических систем нового поколения. Основополагающая роль накопителей в составе подобных систем сопряжена с оптимизацией выработки и потребления электроэнергии за счет выравнивания графика нагрузки на автономных или сетевых энергохозяйствах. Их использование позволяет ограничить или полностью отказаться от резервных генерирующих мощностей при условии соблюдения параметров надежности системы. В некоторых случаях применение накопителей положительно сказывается на уменьшении издержек, связанных с закупкой углеводородов [3].
Альтернативные виды СХЭ, к примеру, топливные элементы или системы сжатого воздуха, распространены в гораздо меньшей степени по причине отсутствия налаженных технологических и логистических цепочек. Однако разработки в данном направлении уже активно ведутся как в мире [4,5], так и в России [6,7]. Стоит отметить, что основными сдерживающими факторами широкомасштабного распространения данных СХЭ являются жесткие требования по условиям хранения (территориальное размещение, уровень антропогенного воздействия), а также требования по рациональному выбору типа накопителя. Не мало важным условием является число часов автономной работы СНЭ, величина удельных затрат, эффективность преобразования энергии, полезный срок службы, количество циклов и др. В России, как и в ряде других стран, имеются заделы по научно-технологическому развитию СХЭ, и в ближайшие годы количество новых проектов и их суммарная мощность может вырасти в несколько раз [8].