संयुक्त राज्य बैटरी भंडारण कार्यान्वयन में बाधाएँ: मूल्य और उत्पाद

जबकि अमेरिका के पास वर्तमान में विभिन्न प्रकार की प्रौद्योगिकियां हैं जो ग्रिड को डीकार्बोनाइज कर सकती हैं, सामाजिक, वित्तीय और राजनीतिक बाधाएं इन आधुनिक प्रौद्योगिकियों को पर्यावरण परिवर्तन को दबाने के लिए आवश्यक समय सीमा में तैनात होने से रोक सकती हैं। यह परिप्रेक्ष्य बैटरी भंडारण स्थान को तैनात करने में दो सबसे बड़ी बाधाओं पर प्रकाश डालता है: कीमत और उत्पाद भी। विशेष रूप से मुख्यधारा की बैटरी भंडारण क्षेत्र की आधुनिक तकनीक में खर्च आम तौर पर बहुत अधिक रहता है। मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ मॉडर्न टेक्नोलॉजी के एक अध्ययन समूह ने ऊर्जा भंडारण स्थान को तेजी से जारी करने और कीमतों को कम करने के लिए संयुक्त राज्य सरकार द्वारा विकसित और प्रदान की गई राजनीतिक और वित्तीय रणनीतियों की एक श्रृंखला का पता लगाया। रिपोर्ट में ध्यान में रखा गया है कि बढ़ती कीमतों पर एक महत्वपूर्ण कारक बैटरी सामग्री का सापेक्ष उच्च मूल्य है। और एक छोटे आकार और सुव्यवस्थित आपूर्ति श्रृंखला बैटरी उत्पादों की तात्कालिकता, बढ़ती दरों और त्वरित स्केल-अप को चुनौती देने पर प्रकाश डालती है। इसके लिए तकनीकी और आर्थिक सेवाओं के अलावा अन्य कारक भी हैं, जिनमें से कुछ का विश्लेषण एमआईटी द्वारा किया गया है। अक्सर, किसी फर्म के प्रतिस्पर्धात्मक लाभ (यानी विशेष लेआउट और विनिर्माण) और अतिरिक्त किफायती उत्पादन (यानी केंद्रीकरण, मानकीकरण, आदि) के बीच कुछ विरोधाभासी साझेदारी होती है जिसे राजनीतिक और आर्थिक पुरस्कारों के माध्यम से दूर किया जाना चाहिए। अंततः, तेजी से विकास और सबसे प्रभावी समाधानों के कार्यान्वयन के साथ पर्यावरण संशोधन को संबोधित करने के लिए सार्वजनिक और विशेष निवेश क्षेत्रों में उच्च तात्कालिकता की आवश्यकता है।

अतिरिक्त जलवायु परिवर्तन को रोकने के लिए सबसे महत्वपूर्ण समाधानों में से एक विद्युत ऊर्जा क्षेत्र का डीकार्बोनाइजेशन है। संयुक्त राज्य ऊर्जा विवरण प्रशासन (ईआईए) द्वारा जारी आंकड़ों के अनुसार, 2020 में, बिजली बाजार द्वारा उत्पन्न कुल कार्बन उत्सर्जन संयुक्त राज्य अमेरिका में कुल कार्बन उत्सर्जन का लगभग 32% प्रतिनिधित्व करता है। पवन और सौर ऊर्जा जैसे नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करके, कार्बन डाइऑक्साइड को छोड़े बिना ऊर्जा का उत्पादन किया जा सकता है, जो ग्लोबल वार्मिंग को ट्रिगर करने वाला प्रमुख प्रदूषक है। फिर भी, नवीकरणीय ऊर्जा को बार-बार उत्पादन की समस्याओं का सामना करना पड़ता है क्योंकि इसकी आपूर्ति जलवायु की स्थिति पर निर्भर करती है जो अनिश्चित होती है और साथ ही मानव नियंत्रण से परे होती है, जो कि जीवाश्म ईंधन उत्पादन सुविधाओं की तुलना में एक बड़ा अंतर है जो किसी भी समय अधिक बिजली की आपूर्ति कर सकती है। रुक-रुक कर होने वाली समस्या से निपटने और यह सुनिश्चित करने के लिए कि मांग हमेशा संतुष्ट रहे, विभिन्न समाधान हैं: उदाहरण के तौर पर, नवीकरणीय ऊर्जा उत्पादन सुविधाओं का अत्यधिक निर्माण किया जा सकता है ताकि जब सूरज या हवा अपर्याप्त हो, तब भी बनाई गई विद्युत ऊर्जा आपूर्ति की मांग को पूरा कर सके। हालाँकि, यह दृष्टिकोण महंगा है और इसमें कटौती भी शामिल है। एक अन्य सेवा न्यूनतम मात्रा में प्रबंधनीय ऊर्जा आपूर्ति (जैसे कि पर्यावरण के अनुकूल हाइड्रोजन और साथ ही परमाणु ऊर्जा, आदि) का उपयोग करना है, आदर्श रूप से साफ-सुथरी बिजली जो CO2 (जैसे हरित हाइड्रोजन, अमोनिया, जीवनी ईंधन, आदि) का उत्पादन नहीं करती है। बहरहाल, कार्बन-तटस्थ प्रक्रियाओं का उपयोग करके उत्पन्न होने पर ये उभरते हुए नवाचार अभी भी व्यवहार्य लागत और दक्षता मेट्रिक्स को पूरा करने के लिए संघर्ष करते हैं। जबकि कई तरीकों की आवश्यकता होती है, ऊर्जा भंडारण स्थान प्रणाली एक अत्यंत आशाजनक उपाय है और साथ ही डिजाइन विकल्पों की एक बड़ी श्रृंखला प्रदान करती है।

बिजली भंडारण स्थान लेने की सुविधा नवीकरणीय संसाधन द्वारा दी गई विद्युत ऊर्जा को अन्य प्रकार की बिजली, जैसे थर्मल ऊर्जा, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा, बिजली इत्यादि में परिवर्तित करना है, जब बिजली की आपूर्ति पर्याप्त होती है, जिसे आपूर्ति अवधि के दौरान मांग को पूरा करने के लिए संग्रहीत और जारी किया जा सकता है। पंपयुक्त पनबिजली उत्पादन सुविधाएं वास्तव में 100 से अधिक वर्षों से एक प्रभावी और अच्छी तरह से प्रलेखित ऊर्जा भंडारण स्थान रही हैं; संयुक्त राज्य ऊर्जा विभाग (डीओई) के अनुसार, पंप हाइड्रो वर्तमान में संयुक्त राज्य में सभी उपयोगिता-पैमाने ऊर्जा भंडारण प्रणालियों की 95% बिजली भंडारण क्षमता बनाता है। बहरहाल, ग्रिड को बड़े स्तर पर डीकार्बोनाइज करने के लिए अधिक बिजली भंडारण स्थान क्षमता की आवश्यकता होती है: यूएस पावर इंफॉर्मेशन एडमिनिस्ट्रेशन (ईआईए) अध्ययन रिपोर्ट के अनुसार, संयुक्त राज्य अमेरिका में वर्तमान में 2GW से कम उपयोगिता-पैमाने पर ऊर्जा भंडारण स्थान प्रणालियाँ तैनात हैं, साथ ही गहरे डीकार्बोनाइजेशन में सहायता के लिए 2050 में सैकड़ों गीगावाट बिजली भंडारण स्थान की आवश्यकता हो सकती है। पंप्ड हाइड्रो को स्केल करना कठिन है क्योंकि यह आमतौर पर बड़े, पूंजी-गहन ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं के लिए ही आकर्षक है, और कार्यान्वयन स्थान भौगोलिक और अनुमति सीमाओं द्वारा प्रतिबंधित हैं। इसके अलावा, ग्रिड सेवाओं का एक संग्रह है, जिनमें से प्रत्येक विभिन्न विशिष्ट शक्ति और बिजली की मांग, प्रतिक्रिया समय आदि पर निर्भर करता है, जो विभिन्न प्रकार की ऊर्जा भंडारण स्थान सेवाओं की मांग करता है। यह पता लगाने में मदद करने के लिए उपयोग किया जाने वाला सबसे आम आँकड़ा है कि क्या किसी अनुप्रयोग के लिए बिजली भंडारण आधुनिक तकनीक व्यावहारिक और आर्थिक रूप से आदर्श है 'अवधि', जो उस क्षण का भी प्रतिनिधित्व करती है जिसे बैटरी को पूरी तरह से चार्ज करने या पुन: सक्रिय करने की आवश्यकता होती है। इसलिए, विभिन्न अवधियों पर चलने के विकल्प तलाशे जा सकते हैं। समय की एक श्रृंखला को प्राप्त करने के लिए वे जो बड़े डिज़ाइन स्थान प्रदान करते हैं और इस लेख में बताए गए विभिन्न अन्य लाभों के कारण, बैटरियां ऊर्जा भंडारण कार्यों के लिए आकर्षक ऊर्जा भंडारण स्थान प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला का उपयोग करती हैं।

बैटरी एक इलेक्ट्रोकेमिकल भंडारण उपकरण है जो विद्युत ऊर्जा को परिवर्तित करने के लिए 'रेडॉक्स' प्रतिक्रियाओं के बीच ऊर्जा अंतर का उपयोग करती है, जिसके परिणामस्वरूप रासायनिक ऊर्जा के रूप में विद्युत ऊर्जा की बचत होती है या रासायनिक ऊर्जा से विद्युत ऊर्जा की बचत होती है। विभिन्न अन्य प्रकार की ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकियों की तुलना में बैटरियों के कई संभावित फायदे हैं। उदाहरण के लिए, विद्युत ऊर्जा की सीधी रिहाई (आमतौर पर सामान्य तापमान स्तर और दबाव पर) के कारण डीकार्बोनाइज्ड ग्रिड (और आम तौर पर, एक ऊर्जावान ग्रिड) में थर्मोकेमिकल प्रतिक्रियाओं की तुलना में इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिक्रियाएं बहुत अधिक विश्वसनीय होती हैं।

इसके अलावा, चुनने के लिए विभिन्न रेडॉक्स प्रतिक्रिया ऊर्जा भंडारण योजनाएं हैं, जो एप्लिकेशन-आधारित ऊर्जा भंडारण आधुनिक प्रौद्योगिकियों के लिए एक व्यापक लेआउट रूम प्रदान करती हैं। एक उदाहरण के रूप में, ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग की जाने वाली व्यावसायिक बैटरियों की विविधता पर विचार करें, जो विभिन्न डिज़ाइनों में उपयोग के लिए उपलब्ध ग्रिड-स्केल बैटरी पावर स्टोरेज स्पेस सिस्टम के केवल एक छोटे से हिस्से के लिए हैं: लिथियम-आयन, लेड-एसिड, निकल-कैडमियम, जिंक-कार्बन बैटरी आदि। इसके अलावा, थर्मल या गुरुत्वाकर्षण भंडारण के विपरीत, बैटरियों को व्यावहारिक रूप से कहीं भी तैनात किया जा सकता है, जिन्हें आमतौर पर भौगोलिक रूप से विस्तृत भंडारण स्थानों की आवश्यकता होती है। ये लाभ बैटरियों को न केवल डीकार्बोनाइजेशन से पहले ग्रिड संचालन के लिए उपयोग करने की अनुमति देते हैं, बल्कि माध्यमिक सेवाओं के रूप में अतिरिक्त मूल्य प्रदान करने की भी अनुमति देते हैं; उदाहरण के लिए बैटरियां बिजली की स्वतंत्रता और विश्वसनीयता को बढ़ाने में योगदान करती हैं। 2017 में तूफान मारिया के दौरान प्यूर्टो रिको के पावर ग्रिड के ढहने को ध्यान में रखें। नवीकरणीय संसाधन उत्पादन सुविधाओं और ऊर्जा भंडारण स्थान प्रणालियों सहित बिखरे हुए माइक्रोग्रिड डिजाइन दुखद बड़े बिजली कटौती को रोक सकते हैं। इसका कारण यह है कि बिखरी हुई पीढ़ी ट्रांसमिशन ढांचे (जैसे कि बिजली लाइनें और उपयोगिता खंभे) के निर्माण और रेट्रोफिटिंग को कम कर देती है, जो बिजली को फैलाते हैं, हालांकि गंभीर मौसम की स्थिति की घटनाओं का खतरा होता है।

इसके अलावा, बिखरी हुई बिजली विनिर्माण विफलता के एकान्त बिंदु की संभावना से छुटकारा दिलाती है। निश्चित रूप से, पड़ोस की राजनीतिक और वित्तीय स्वतंत्रता संबंधी चिंताओं को भी ध्यान में रखा जाना चाहिए। बहुत से देशों के पास बड़े आर्थिक रूप से व्यावहारिक गैर-नवीकरणीय ईंधन स्रोत संसाधन नहीं हैं, इसलिए नवीकरणीय ऊर्जा बाजार में बदलाव से घरेलू बिजली विनिर्माण में वृद्धि हो सकती है, बिजली आयात की आवश्यकता कम हो सकती है, और साथ ही भू-राजनीतिक स्वतंत्रता को बढ़ावा मिल सकता है। 1970 और 1980 के दशक में भू-राजनीतिक रूप से उत्पन्न तेल की कमी का अनुभव करने के बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका विशेष रूप से उन वित्तीय चुनौतियों को स्वीकार करता है जो बिजली पर निर्भरता पेश कर सकती हैं।

आज कई प्रकार की बैटरी प्रौद्योगिकियाँ हैं, जिनमें से प्रत्येक के विभिन्न मॉडल डिज़ाइन हैं, जिनमें से कई रसायन विज्ञान की एक श्रृंखला में फिट हो सकते हैं और साथ ही विकल्पों के चयन का उपयोग कर सकते हैं। लिथियम-आयन बैटरी (LIB) को मुख्यधारा की बैटरी तकनीक माना जाता है; 1990 के दशक में और बाद में, लिथियम-आयन बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉनिक और मोबाइल उपकरणों में किया जाता था, जबकि हाल के वर्षों में, लिथियम-आयन बैटरियों का उपयोग मुख्य रूप से स्थिर ऊर्जा भंडारण प्रणालियों के साथ-साथ इन 2 बड़े पैमाने के बाजारों में इलेक्ट्रिक ऑटोमोटिव (ईवी) में किया जाता है। बिजली क्षेत्र में उपयोग के लिए सोचे गए अधिकांश बैटरी नवाचार अभी भी अपेक्षाकृत समय से पहले हैं और व्यापक परीक्षण और त्रुटि अनुसंधान अध्ययन की आवश्यकता हो सकती है, लेकिन अब तक प्राप्त नौकरियां वास्तव में छोटी तैनाती या न्यूनतम वाणिज्यिक प्रक्रियाएं रही हैं, अक्सर इस तथ्य के कारण कि वे अभी भी खराब प्रदर्शन कर रहे हैं या केवल ग्रिड अनुप्रयोग के लिए उपयुक्त हैं। ऐसे नवाचारों के उदाहरणों में रेडॉक्स सर्कुलेशन बैटरी (आरएफबी) और मेटल-एयर बैटरी (एमएबी) भी शामिल हैं।

अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी के अनुसार, 2030 तक, CO2 डिस्चार्ज में अधिकांश कमी निश्चित रूप से वर्तमान में जारी या आज बाजार में मौजूद आधुनिक प्रौद्योगिकियों से आएगी, और 2050 तक, लगभग पचास प्रतिशत कार्बन कमी वर्तमान में डेमो या प्रोटोटाइप चरण ऊर्जा नवाचार में नवाचारों पर निर्भर करेगी। इसलिए संघीय सरकारें और संस्कृतियाँ पर्यावरण संशोधन को संबोधित करने के लिए व्यावहारिक रूप से सही रास्ते पर हैं। हालाँकि, कई अन्य संभावित सामाजिक, वित्तीय और राजनीतिक बाधाएँ हैं जिन्हें यह सुनिश्चित करने के लिए दूर करने की आवश्यकता है कि आदर्श ऊर्जा आधुनिक तकनीकों को इतनी तेजी से तैनात किया जाए कि ये कमी बड़े पैमाने पर होने वाली क्षति से बचने के लिए पर्याप्त हो (चित्र 1)। हालाँकि विचार करने योग्य ये कारक तकनीकी पहलुओं से स्वतंत्र नहीं हैं, फिर भी इनके लिए अलग-अलग दृष्टिकोण और समाधान की आवश्यकता हो सकती है। यह कार्य व्यापक बैटरी कार्यान्वयन में दो महत्वपूर्ण चुनौतियों की जाँच करता है: बैटरी की कीमत और उत्पाद प्रतिबंध। उपयुक्त दक्षता विशेषताओं के साथ बैटरी प्रौद्योगिकियों की एक श्रृंखला वर्तमान में मौजूद है, फिर भी उच्च प्रारंभिक लागत व्यापक रूप से बढ़ावा देने में देरी या रोक सकती है, विशेष रूप से वर्तमान कम उत्पादन पैमाने पर। अंत में, भले ही एक निश्चित बैटरी तकनीक आवश्यक कीमत और प्रदर्शन मेट्रिक्स को पूरा करती हो, इसके महत्वपूर्ण घटकों की पहुंच और आपूर्ति श्रृंखला तेजी से और साथ ही गहन एकीकरण में बाधा डाल सकती है। इसलिए, प्रमुख डीकार्बोनाइजेशन उद्देश्यों को प्राप्त करने के लिए इन चिंताओं को जितनी जल्दी हो सके हल किया जाना चाहिए। यह कार्य इन बाधाओं को दूर करने या उनसे बचने के लिए वित्तीय और राजनीतिक तकनीकों की खोज करता है।
मुख्य बाधा 1: बैटरी लागत

ग्रिड ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोगों में बैटरियों का उपयोग किया जा सकता है या नहीं, इस पर विचार करने के लिए लागत एक मुख्य कारक है। अन्य बैटरी बाजारों जैसे कि नैदानिक ​​​​उपकरणों, उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों, विद्युत लॉरियों आदि के विपरीत, ग्रिड अनुप्रयोगों को किफायती जीवाश्म ईंधन उत्पादन सुविधाओं के साथ प्रतिस्पर्धा करने के लिए बहुत कम खर्च वाली स्वच्छ ऊर्जा सेवाओं की आवश्यकता होती है। क्योंकि ग्रिड रिलीज के लिए बड़े निवेश की आवश्यकता होती है, अक्सर फंडिंग (जैसे फंडिंग) तक पहुंच की मांग की जाती है, संसाधनों की लागत वास्तव में पारंपरिक रूप से नवीकरणीय संसाधन अपनाने में एक महत्वपूर्ण बाधा रही है और इसलिए इसकी तकनीकी-आर्थिक व्यवहार्यता का एक केंद्रीय संकेत भी है। बैटरियों के लिए, लागत आम तौर पर सामग्री की कीमत के साथ-साथ विनिर्माण सीमा पर भी निर्भर करती है। यूनाइटेड स्टेट डिपार्टमेंट ऑफ़ पॉवर आमतौर पर वित्तीय रूप से व्यावहारिक ग्रिड पावर स्टोरेज सिस्टम के वित्तपोषण व्यय की सीमा $100/किलोवाट और साथ ही $150/किलोवाट के बीच रखता है।

लिथियम-आयन बैटरियां वर्तमान में ग्रिड अनुप्रयोगों में सबसे अधिक उपयोग की जाने वाली बैटरी ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी में से एक हैं। लिथियम-आयन बैटरियां 1990 के दशक से अपने विकास में तेजी लाने में सक्षम हैं क्योंकि इनका उपयोग पहली बार ग्राहक इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों और इलेक्ट्रिकल ट्रकों सहित उच्च मूल्य वाले बाजारों में बड़ी संख्या में किया गया था। इन बाजारों में, बैटरी आपूर्तिकर्ता कम उन्नत और अधिक कीमत वाले बैटरी उत्पादों का विपणन कर सकते हैं क्योंकि वे ही एकमात्र विकल्प हैं। इससे प्रदर्शन को अधिकतम करते हुए लिथियम-आयन बैटरियों को बड़े पैमाने पर और कीमत पर बनाना संभव हो जाता है। इसलिए जब इस तकनीक को पावर स्टोरेज स्पेस सिस्टम के लिए ध्यान में रखा जाता है, तो लिथियम-आयन बैटरियों ने वास्तव में मजबूत दक्षता दिखाई है, इस बैटरी का चार्ज और डिस्चार्ज प्रदर्शन अब बहुत अधिक है, आमतौर पर 95% तक, और यह सुनिश्चित करने के लिए आपूर्ति श्रृंखला स्थापित की जाती है कि कीमत कम हो। विशेष रूप से इलेक्ट्रिक ऑटोमोबाइल के विकास के साथ, लिथियम-आयन बैटरी की कीमत वास्तव में पिछले वर्षों में नाटकीय रूप से कम हो गई है; लिथियम-आयन बैटरियां, जिनमें असेंबल की गई बैटरी कोशिकाएं और प्रशासन तथा सुरक्षा प्रणालियां शामिल हैं, अमेरिकी ऊर्जा विभाग द्वारा परिभाषित संभावित सीमा (लगभग 140 USD/kWh) के भीतर गिर गई हैं, भविष्य में इसके 100 USD/kWh से नीचे गिरने का अनुमान है। लिथियम-आयन बैटरियों की अंतर्राष्ट्रीय उत्पादन क्षमता सालाना 700GWh से अधिक होने का अनुमान है और आज यह लगभग 50 बिलियन डॉलर का क्षेत्र है। हालांकि यह उत्कृष्ट विकास है, सभी ग्रिड सेवाओं को अनुमति देने और गहरे डीकार्बोनाइजेशन को पूरा करने के लिए अभी भी कई उपायों की आवश्यकता है। इसके अलावा, अगले अनुभाग में समीक्षा की गई आपूर्ति श्रृंखला के मुद्दे लिथियम-आयन बैटरी पावर स्टोरेज सिस्टम की तैनाती सीमा में बाधा डाल सकते हैं। कई अन्य बैटरी आधुनिक प्रौद्योगिकियां और भी अधिक किफायती सेवाएं प्रदान करती हैं, विशेष रूप से लंबी अवधि (4 घंटे से अधिक) पर, फिर भी उन्हें ली-आयन जैसी बाजार समस्याओं से लाभ नहीं मिलता है और साथ ही उन्हें मुकाबला करने में भी कठिनाई हो रही है।

ली-आयन बैटरियों की तुलना में कई वैकल्पिक बैटरी डिजाइनों और उत्पादों में मौलिक मूल्य लाभ हैं। उदाहरण के लिए, सर्कुलेशन बैटरियां एक सिस्टम डिज़ाइन का उपयोग करती हैं जो शक्ति और शक्ति को विशिष्ट रूप से विभाजित करती है, जो दर्शाती है कि दोनों एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से स्केल कर सकते हैं। यह बिजली भंडारण स्थान क्षमता की किफायती वृद्धि की अनुमति देता है, जिससे ऐसी बैटरियां लंबी अवधि के लिए अधिक लागत-प्रतिस्पर्धी बन जाती हैं। दूसरी ओर, लिथियम-आयन बैटरी जैसी एक बंद प्रणाली शक्ति और शक्ति को जोड़ती है, जिससे इसकी बिजली भंडारण इकाई की लागत एक उचित रूप से तय मानदंड बन जाती है। हालांकि यह बताया गया है कि अग्रिम लागत की तुलना में दीर्घकालिक लागत पर विचार करने के लिए एक कारक कम है, फ्लो बैटरी (आरएफबी) या मेटल-एयर बैटरी (एमएबी) की खुली शैली अतिरिक्त रूप से लक्षित घटक रखरखाव की अनुमति देकर दीर्घकालिक व्यय वित्तीय बचत की सुविधा प्रदान करती है। कोई इसे सीधे इलेक्ट्रोलाइट (सबसे तेज़ अपमानजनक बैटरी घटक) के साथ भर सकता है या बदल सकता है, जबकि लिथियम-आयन बैटरी जैसी विशिष्ट बंद प्रणालियों को पूरे बैटरी पैक को बढ़ाने या बदलने की आवश्यकता होती है, जिससे एक निश्चित मात्रा में अपशिष्ट विकसित होता है। अंततः, ऐसी अतिरिक्त बैटरियां भी हैं जो लिथियम-आयन बैटरियों की तुलना में कम लागत, उच्च-सामग्री वाले उत्पादों का उपयोग करती हैं, जिससे संभावित खर्च कम हो जाते हैं।

इन अंतर्निहित लाभों के बावजूद, विभिन्न कारणों से उभरते ऊर्जा भंडारण समाधानों को पूरा करने में कठिन समय लगता है। प्रारंभ में, जबकि गहराई से डीकार्बोनाइज्ड ग्रिड की इष्टतम शैली बैटरी भंडारण सेवाओं की एक श्रृंखला को एकीकृत करती है, यह परिदृश्य मौजूदा तथ्य से बहुत अलग है। क्योंकि ये ब्रांड-नए बैटरी नवाचार वास्तव में ग्रिड-स्केल अनुप्रयोगों के लिए लागत प्रभावी हैं और उच्च-मूल्य वाले बाजारों में भी नहीं मिल सकते हैं, यह स्पष्ट नहीं है कि कीमतों को कैसे कम किया जाए और साथ ही दक्षता में वृद्धि कैसे की जाए ताकि वे लिथियम-आयन बैटरी के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकें जब अंततः आवश्यकता होती है, लंबी अवधि की बिजली भंडारण सेवाओं या जीवाश्म ईंधन उत्पादन सुविधाओं के प्रतिस्थापन को कम लागत पर पूरा किया जा सकता है।

इस मुर्गी-और-अंडे के मुद्दे को बदतर बनाना एक और समान पहेली है: ये उभरते हुए नवाचार स्वाभाविक रूप से जोखिम भरे हैं। यह उन्हें परियोजना पर्यवेक्षकों, प्रायोजकों या अन्य निर्णय निर्माताओं के लिए कम आकर्षक बनाता है, जिससे इन आधुनिक प्रौद्योगिकियों को बहुत कम अपनाया और दिखाया जाता है, साथ ही परिणाम को लगातार जोखिम भरा माना जाता है। इन बाधाओं के परिणामस्वरूप, इन उभरती बैटरी आधुनिक प्रौद्योगिकियों का उपयोग करने की पेशकश करने वाली कई परियोजनाओं ने कंपनी के वित्तीय निवेश, नौकरी वित्त और बहुत कुछ के साथ धन की सुरक्षा के लिए संघर्ष किया है। इन समस्याओं को अकेले निजी क्षेत्र द्वारा हल नहीं किया जा सकता है, और संघीय सरकार के उपचार से तकनीकी खतरे में कमी आ सकती है और उभरते ऊर्जा भंडारण स्थान उपायों की कीमत भी कम हो सकती है जो केवल ग्रिड पर ध्यान आकर्षित कर रहे हैं, फिर भी गहरे डीकार्बोनाइजेशन में योगदान दे सकते हैं। आम तौर पर, बड़े पैमाने पर प्रदर्शनों को निश्चित रूप से परीक्षण करने और सीधे खरीद के साथ बनाए रखने की आवश्यकता होगी। इसे पूरा करने का एक तरीका व्यवसाय प्रस्तुति कार्यों के लिए संघीय सरकार के वित्तपोषण के माध्यम से है, जैसा कि पहले अमेरिकी रिकवरी और पुनर्निवेश अधिनियम के साथ किया गया था। वर्तमान में, यूएस डिवीजन ऑफ पावर डेमो पावर स्टोरेज स्पेस परियोजनाओं के लिए पर्याप्त वित्तपोषण प्रदान करता है। फिर भी, यह वित्तपोषण वास्तव में ऐतिहासिक रूप से संयुक्त राज्य अमेरिका की राष्ट्रीय अनुसंधान प्रयोगशालाओं को दिया गया है, सार्वजनिक आग्रह के साथ नहीं, जो निजी क्षेत्र को शामिल करेगा और संभावित रूप से प्रगति में तेजी लाएगा। इसके अलावा, अमेरिकी सरकार ग्रिड पावर स्टोरेज प्रस्तुतियों के लिए एक विशेष कार्यक्रम विकसित कर सकती है, जिसने इसकी कई प्रारंभिक चरण की विकास परियोजनाओं में वादा दिखाया है। इस आवश्यकता को हाल ही में यूएस डिवीजन ऑफ पावर के एडवांस्ड रिसर्च स्टडी प्रोजेक्ट्स एजेंसी फॉर पावर (एआरपीए-ई) प्रोग्राम द्वारा अप्रयुक्त संभावनाओं के साथ ऊर्जा प्रौद्योगिकियों में महत्वपूर्ण प्रगति के लिए आंशिक रूप से संतुष्ट किया गया था। इसी तरह, यूएस ऑफ़िस ऑफ़ क्लीन एनर्जी डेमो सर्वोत्तम दिशा में एक और कदम है: कंपनी की स्थापना 2021 में बड़े (यहां तक ​​कि अरबों डॉलर) ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं को प्रदर्शित करने के लक्ष्य के साथ की गई थी, और स्वच्छ ऊर्जा आधुनिक प्रौद्योगिकियों को अपनाने और तैनाती में तेजी लाने के लिए निजी क्षेत्र के साथ काम करने के लिए भी की गई थी।

आज ऐसी प्रौद्योगिकियां मौजूद हैं जो बिजली क्षेत्र के डीकार्बोनाइजेशन में योगदान दे सकती हैं। हालाँकि, इन आधुनिक प्रौद्योगिकियों को तेजी से और लागत प्रभावी ढंग से बनाने और तैनात करने की क्षमता के बारे में चिंताएं हैं, एक ऐसा कार्य जो वर्तमान में मौजूद नहीं है। उचित प्रोत्साहनों के साथ, सरकारी उपचार वांछित परिणामों को पूरा करने और उनमें तेजी लाने में सहायता कर सकता है। इसके अलावा, अगर समझदारी से और तेजी से उपयोग किया जाए तो विभिन्न दृष्टिकोण और प्रक्रियाएं इनमें से कुछ बाधाओं पर विजय पाने में मदद कर सकती हैं। दृष्टिकोण के बावजूद, समय की आवश्यकता है और साथ ही सार्वजनिक और विशेष निवेश तक पहुंच महत्वपूर्ण है