Το σύστημα ηλεκτρικής ενέργειας της Αμερικής υφίσταται ριζικές αλλαγές καθώς μεταβαίνει από τα ορυκτά καύσιμα στις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.Ενώ η πρώτη δεκαετία της δεκαετίας του 2000 σημείωσε τεράστια ανάπτυξη στην παραγωγή φυσικού αερίου και το 2010 ήταν η δεκαετία της αιολικής και ηλιακής ενέργειας, τα πρώτα σημάδια υποδηλώνουν ότι η καινοτομία της δεκαετίας του 2020 μπορεί να είναι μια έκρηξη στους «υβριδικούς» σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής.
Ένας τυπικός υβριδικός σταθμός ηλεκτροπαραγωγής συνδυάζει την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας με την αποθήκευση μπαταριών στην ίδια τοποθεσία.Αυτό σημαίνει συχνά ένα ηλιακό ή αιολικό πάρκο σε συνδυασμό με μπαταρίες μεγάλης κλίμακας.Συνεργαζόμενοι, οι ηλιακοί συλλέκτες και η αποθήκευση μπαταριών μπορούν να παράγουν ανανεώσιμη ενέργεια όταν η ηλιακή ενέργεια είναι στο αποκορύφωμά της κατά τη διάρκεια της ημέρας και στη συνέχεια να την απελευθερώνουν όπως χρειάζεται μετά τη δύση του ηλίου.
Μια ματιά στα έργα ισχύος και αποθήκευσης στο στάδιο ανάπτυξης προσφέρει μια ματιά στο μέλλον της υβριδικής ισχύος.
Η ομάδα μαςστο Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley διαπίστωσε ότι ένα συγκλονιστικό1.400 γιγαβάττων προτεινόμενων έργων παραγωγής και αποθήκευσης έχουν υποβάλει αίτηση για σύνδεση στο δίκτυο – περισσότερα από όλα τα υπάρχοντα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής των ΗΠΑ μαζί.Η μεγαλύτερη ομάδα είναι τώρα τα ηλιακά έργα και πάνω από το ένα τρίτο αυτών των έργων περιλαμβάνουν υβριδική ηλιακή ενέργεια και αποθήκευση μπαταριών.
Ενώ αυτοί οι σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής του μέλλοντος προσφέρουν πολλά οφέλη, επίσηςεγείρει ερωτήματασχετικά με τον καλύτερο τρόπο λειτουργίας του ηλεκτρικού δικτύου.
Γιατί τα υβρίδια είναι καυτά
Καθώς ο άνεμος και η ηλιακή ενέργεια μεγαλώνουν, αρχίζουν να έχουν μεγάλες επιπτώσεις στο δίκτυο.
Ηλιακή ενέργεια ήδηυπερβαίνει το 25%της ετήσιας παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας στην Καλιφόρνια και εξαπλώνεται ραγδαία σε άλλες πολιτείες όπως το Τέξας, η Φλόριντα και η Τζόρτζια.Οι πολιτείες της «αιολικής ζώνης», από την Ντακότα μέχρι το Τέξας, έχουν δειμαζική ανάπτυξη ανεμογεννητριών, με την Αϊόβα να παίρνει πλέον το μεγαλύτερο μέρος της ισχύος της από τον άνεμο.
Αυτό το υψηλό ποσοστό ανανεώσιμης ενέργειας εγείρει ένα ερώτημα: Πώς ενσωματώνουμε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που παράγουν μεγάλες αλλά ποικίλες ποσότητες ενέργειας κατά τη διάρκεια της ημέρας;
Εκεί μπαίνει η αποθήκευση. Οι τιμές των μπαταριών ιόντων λιθίου έχουνέπεσε γρήγορακαθώς η παραγωγή έχει κλιμακωθεί για την αγορά ηλεκτρικών οχημάτων τα τελευταία χρόνια.Ενώ υπάρχουν ανησυχίες για το μέλλονπροκλήσεις της εφοδιαστικής αλυσίδας, ο σχεδιασμός της μπαταρίας είναι επίσης πιθανό να εξελιχθεί.
Ο συνδυασμός ηλιακής ενέργειας και μπαταριών επιτρέπει στους χειριστές υβριδικών εγκαταστάσεων να παρέχουν ενέργεια τις πιο πολύτιμες ώρες, όταν η ζήτηση είναι ισχυρότερη, όπως τα καλοκαιρινά απογεύματα και τα βράδια όταν τα κλιματιστικά λειτουργούν σε υψηλά επίπεδα.Οι μπαταρίες βοηθούν επίσης στην εξομάλυνση της παραγωγής από αιολική και ηλιακή ενέργεια, στην αποθήκευση υπερβολικής ενέργειας που διαφορετικά θα περιοριζόταν και στη μείωση της συμφόρησης στο δίκτυο.
Τα υβρίδια κυριαρχούν στον αγωγό του έργου
Στα τέλη του 2020, λειτουργούσαν 73 ηλιακά και 16 υβριδικά έργα αιολικής ενέργειας στις ΗΠΑ, με 2,5 γιγαβάτ παραγωγής και 0,45 γιγαβάτ αποθήκευσης.
Σήμερα, η ηλιακή ενέργεια και τα υβρίδια κυριαρχούν στον αγωγό ανάπτυξης.Μέχρι το τέλος του 2021, περισσότερα από675 γιγαβάτ προτεινόμενου ηλιακούεργοστάσια είχαν υποβάλει αίτηση για έγκριση σύνδεσης στο δίκτυο, με πάνω από το ένα τρίτο από αυτά να συνδέονται με αποθήκευση.Άλλα 247 γιγαβάτ αιολικών πάρκων ήταν στη σειρά, με 19 γιγαβάτ, ή περίπου το 8% αυτών, ως υβριδικά.
Φυσικά, η αίτηση για σύνδεση είναι μόνο ένα βήμα για την ανάπτυξη ενός σταθμού ηλεκτροπαραγωγής.Ένας προγραμματιστής χρειάζεται επίσης συμφωνίες γης και κοινότητας, συμβόλαιο πώλησης, χρηματοδότηση και άδειες.Μόνο περίπου ένα στα τέσσερα νέα εργοστάσια που προτάθηκαν μεταξύ 2010 και 2016 μπήκε σε εμπορική λειτουργία.Αλλά το βάθος του ενδιαφέροντος για τα υβριδικά φυτά προμηνύει ισχυρή ανάπτυξη.
Σε αγορές όπως η Καλιφόρνια, οι μπαταρίες είναι ουσιαστικά υποχρεωτικές για τους νέους κατασκευαστές ηλιακών.Δεδομένου ότι η ηλιακή ενέργεια συχνά αντιπροσωπεύει τοπλειοψηφία της εξουσίαςστην αγορά κατά τη διάρκεια της ημέρας, η οικοδόμηση περισσότερων προσθέτει μικρή αξία.Επί του παρόντος, το 95% της προτεινόμενης ηλιακής χωρητικότητας μεγάλης κλίμακας στην ουρά της Καλιφόρνια συνοδεύεται από μπαταρίες.
5 μαθήματα για υβρίδια και ερωτήσεις για το μέλλον
Η ευκαιρία για ανάπτυξη στα υβρίδια ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι σαφώς μεγάλη, αλλά εγείρει ορισμένα ερωτήματα πουη ομάδα μαςστο Berkeley Lab έχει διερευνηθεί.
Εδώ είναι μερικά από τα δικά μαςκορυφαία ευρήματα:
Η επένδυση αποδίδει σε πολλές περιοχές.Διαπιστώσαμε ότι ενώ η προσθήκη μπαταριών σε μια ηλιακή μονάδα παραγωγής ενέργειας αυξάνει την τιμή, αυξάνει επίσης την αξία της ενέργειας.Η τοποθέτηση παραγωγής και αποθήκευσης στην ίδια τοποθεσία μπορεί να αποκομίσει οφέλη από εκπτώσεις φόρου, εξοικονόμηση κόστους κατασκευής και λειτουργική ευελιξία.Εξετάζοντας τις δυνατότητες εσόδων τα τελευταία χρόνια και με τη βοήθεια ομοσπονδιακών φορολογικών πιστώσεων, η προστιθέμενη αξία φαίνεται να δικαιολογεί την υψηλότερη τιμή.
Η συστέγαση σημαίνει επίσης συμβιβασμούς.Ο άνεμος και η ηλιακή ενέργεια αποδίδουν καλύτερα εκεί όπου οι αιολικοί και ηλιακοί πόροι είναι ισχυρότεροι, αλλά οι μπαταρίες παρέχουν τη μεγαλύτερη αξία όπου μπορούν να προσφέρουν τα μεγαλύτερα οφέλη του δικτύου, όπως η ανακούφιση από τη συμφόρηση.Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν συμβιβασμούς κατά τον καθορισμό της καλύτερης τοποθεσίας με την υψηλότερη αξία.Οι ομοσπονδιακές εκπτώσεις φόρου που μπορούν να κερδηθούν μόνο όταν οι μπαταρίες τοποθετούνται μαζί με ηλιακή μπορεί να ενθαρρύνουν τη λήψη μη βέλτιστων αποφάσεων σε ορισμένες περιπτώσεις.
Δεν υπάρχει καλύτερος συνδυασμός.Η αξία μιας υβριδικής εγκατάστασης καθορίζεται εν μέρει από τη διαμόρφωση του εξοπλισμού.Για παράδειγμα, το μέγεθος της μπαταρίας σε σχέση με μια ηλιακή γεννήτρια μπορεί να καθορίσει πόσο αργά το βράδυ η μονάδα μπορεί να αποδώσει ενέργεια.Αλλά η αξία της νυχτερινής ισχύος εξαρτάται από τις συνθήκες της τοπικής αγοράς, οι οποίες αλλάζουν κατά τη διάρκεια του έτους.
Οι κανόνες της αγοράς ενέργειας πρέπει να εξελιχθούν.Τα υβριδικά μπορούν να συμμετέχουν στην αγορά ηλεκτρικής ενέργειας ως ενιαία μονάδα ή ως ξεχωριστές οντότητες, με την ηλιακή ενέργεια και την αποθήκευση να υποβάλλουν προσφορές ανεξάρτητα.Τα υβρίδια μπορεί επίσης να είναι είτε πωλητές είτε αγοραστές ισχύος, είτε και τα δύο.Αυτό μπορεί να γίνει πολύπλοκο.Οι κανόνες συμμετοχής στην αγορά για τα υβρίδια εξακολουθούν να εξελίσσονται, αφήνοντας τους διαχειριστές εργοστασίων να πειραματιστούν με τον τρόπο που πωλούν τις υπηρεσίες τους.
Τα μικρά υβρίδια δημιουργούν νέες ευκαιρίες:Οι υβριδικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής μπορεί επίσης να είναι μικροί, όπως ηλιακοί και μπαταρίες σε σπίτι ή επιχείρηση.ΤέτοιοςΤα υβρίδια έχουν γίνει στάνταρ στη Χαβάηκαθώς η ηλιακή ενέργεια κορεστεί το δίκτυο.Στην Καλιφόρνια, οι πελάτες που υπόκεινται σε διακοπή ρεύματος για την πρόληψη των πυρκαγιών προσθέτουν όλο και περισσότερο χώρο αποθήκευσης στα ηλιακά τους συστήματα.Αυτά ταΥβρίδια «πίσω από το μέτρο».εγείρουν ερωτήματα σχετικά με το πώς πρέπει να αποτιμώνται και πώς μπορούν να συμβάλουν στις λειτουργίες του δικτύου.
Τα υβρίδια μόλις ξεκινούν, αλλά πολλά περισσότερα είναι στο δρόμο.Απαιτείται περισσότερη έρευνα σχετικά με τις τεχνολογίες, τα σχέδια αγοράς και τους κανονισμούς για να διασφαλιστεί ότι η τιμολόγηση του δικτύου και του δικτύου θα εξελιχθεί μαζί τους.
Ενώ παραμένουν ερωτήματα, είναι σαφές ότι τα υβρίδια επαναπροσδιορίζουν τους σταθμούς παραγωγής ενέργειας.Και μπορεί να ανακατασκευάσουν το σύστημα ισχύος των ΗΠΑ στη διαδικασία.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουν-23-2022