Raforkukerfi Bandaríkjanna er að ganga í gegnum róttækar breytingar þar sem það fer úr jarðefnaeldsneyti yfir í endurnýjanlega orku.Þó að á fyrsta áratug 2000 hafi gífurlegur vöxtur verið í framleiðslu jarðgass og 2010 hafi verið áratugur vinds og sólar, benda fyrstu merki til þess að nýsköpun 2020 gæti verið uppsveifla í „blendingum“ virkjunum.
Dæmigerð tvinnorkuver sameinar raforkuframleiðslu og rafhlöðugeymslu á sama stað.Það þýðir oft sólar- eða vindorkubæ pöruð með stórum rafhlöðum.Með því að vinna saman geta sólarrafhlöður og rafhlöðugeymsla framleitt endurnýjanlega orku þegar sólarorka er í hámarki á daginn og sleppt henni síðan eftir þörfum eftir að sólin sest.
Þegar litið er á orku- og geymsluverkefnin í þróunarleiðslunni gefur að líta framtíð tvinnorku.
Okkar liðhjá Lawrence Berkeley National Laboratory komst að því að þetta var yfirþyrmandi1.400 gígavöttaf fyrirhuguðum framleiðslu- og geymsluverkefnum hafa sótt um tengingu við netið - meira en allar núverandi orkuver í Bandaríkjunum samanlagt.Stærsti hópurinn er nú sólarorkuverkefni og yfir þriðjungur þeirra verkefna felur í sér hybrid sólarorku ásamt rafhlöðugeymslu.
Þó að þessar virkjanir framtíðarinnar bjóði upp á marga kosti, þá eru þær líkavekja upp spurningarum hvernig raforkukerfið skuli best rekið.
Hvers vegna blendingar eru heitir
Þegar vindur og sól vaxa eru þau farin að hafa mikil áhrif á netið.
Sólarorka nú þegaryfir 25%af árlegri raforkuframleiðslu í Kaliforníu og dreifist hratt í öðrum ríkjum eins og Texas, Flórída og Georgíu.„Vindbeltið“ ríkin, frá Dakotas til Texas, hafa séðgríðarmikil uppsetning á vindmyllum, þar sem Iowa fær nú meirihluta afls síns frá vindinum.
Þetta háa hlutfall endurnýjanlegrar orku vekur upp spurningu: Hvernig samþættum við endurnýjanlega orkugjafa sem framleiða mikið en mismunandi magn af orku yfir daginn?
Það er þar sem geymsla kemur inn. Lithium-ion rafhlöður verð hafahratt falliðþar sem framleiðslan hefur aukist fyrir rafbílamarkaðinn undanfarin ár.Þó að það séu áhyggjur af framtíðinniáskoranir aðfangakeðjunnar, rafhlöðuhönnun er einnig líkleg til að þróast.
Sambland af sólarorku og rafhlöðum gerir rekstraraðilum blendingsverksmiðja kleift að veita orku í gegnum verðmætustu klukkustundirnar þegar eftirspurnin er mest, eins og síðdegis á sumrin og á kvöldin þegar loftræstingin er í gangi.Rafhlöður hjálpa einnig til við að jafna framleiðslu úr vind- og sólarorku, geyma umframorku sem annars myndi skerðast og draga úr þrengslum á netinu.
Blendingar ráða ríkjum í verkefnisleiðslunni
Í lok árs 2020 voru starfrækt 73 sólar- og 16 vindblendingsverkefni í Bandaríkjunum, sem námu 2,5 gígavöttum af framleiðslu og 0,45 gígavöttum af geymslu.
Í dag eru sólarorka og blendingar ráðandi í þróunarleiðslunni.Í lok árs 2021, meira en675 gígavött af fyrirhugaðri sólarorkuverksmiðjur höfðu sótt um samþykki fyrir nettengingu, en rúmlega þriðjungur þeirra var paraður við geymslu.Önnur 247 gígavött af vindorkuverum voru í takt, með 19 gígavött, eða um 8% þeirra, sem blendingar.
Að sækja um tengingu er auðvitað aðeins eitt skref í uppbyggingu virkjunar.Einnig þarf framkvæmdaraðila lóða- og byggðasamninga, sölusamning, fjármögnun og leyfi.Aðeins um ein af hverjum fjórum nýjum verksmiðjum sem lagðar voru til á árunum 2010 til 2016 komust í atvinnurekstur.En dýpt áhuga á blendingum plöntum boðar sterkan vöxt.
Á mörkuðum eins og Kaliforníu eru rafhlöður í meginatriðum skylda fyrir nýja sólarframleiðendur.Þar sem sól er oft reikningur fyrirmeirihluta valdsá dagmarkaðnum gefur það lítið gildi að byggja meira.Sem stendur eru 95% af allri fyrirhugaðri sólarorku í stórum stíl í biðröð Kaliforníu með rafhlöðum.
5 kennslustundir um blendinga og spurningar til framtíðar
Tækifærin til vaxtar í endurnýjanlegum blendingum eru greinilega stór, en það vekur spurningar um þaðhópnum okkarhjá Berkeley Lab hefur verið að rannsaka.
Hér eru nokkrar af okkarefstu niðurstöður:
Fjárfestingin skilar sér á mörgum svæðum.Við komumst að því að á meðan að bæta rafhlöðum í sólarorkuver hækkar verðið, þá eykur það einnig verðmæti orkunnar.Að setja framleiðslu og geymslu á sama stað getur náð ávinningi af skattaafslætti, byggingarkostnaði og sveigjanleika í rekstri.Þegar litið er á tekjumöguleika undanfarinna ára, og með hjálp alríkisskattaafsláttar, virðist virðisauki réttlæta hærra verð.
Samstaða þýðir einnig málamiðlun.Vindur og sól standa sig best þar sem vind- og sólarauðlindir eru sterkastar, en rafhlöður veita mest verðmæti þar sem þær geta skilað mestum ávinningi af neti, eins og að létta á þrengslum.Það þýðir að það eru málamiðlanir þegar ákvarða er besta staðsetningin með hæsta gildi.Sambandsskattaafsláttur sem aðeins er hægt að vinna sér inn þegar rafhlöður eru staðsettar samhliða sólarorku geta í sumum tilvikum verið að hvetja til óákjósanlegra ákvarðana.
Það er engin ein besta samsetningin.Verðmæti blendingsverksmiðju ræðst að hluta til af uppsetningu búnaðarins.Til dæmis getur stærð rafhlöðunnar miðað við sólarrafall ákvarðað hversu langt fram á kvöld álverið getur skilað orku.En verðmæti næturafls fer eftir staðbundnum markaðsaðstæðum sem breytast yfir árið.
Reglur á orkumarkaði þurfa að þróast.Blendingar geta tekið þátt í orkumarkaðinum sem ein eining eða sem aðskildar einingar, með sólarorku og geymslutilboð sjálfstætt.Blendingar geta líka verið annað hvort seljendur eða kaupendur orku, eða hvort tveggja.Það getur orðið flókið.Markaðsþátttökureglur fyrir blendinga eru enn að þróast, sem gerir rekstraraðilum verksmiðja eftir að gera tilraunir með hvernig þeir selja þjónustu sína.
Litlir blendingar skapa ný tækifæri:Hybrid orkuver geta líka verið lítil, eins og sólarorka og rafhlöður á heimili eða fyrirtæki.Svonablendingar eru orðnir staðalbúnaður á Hawaiiþar sem sólarorka mettar netið.Í Kaliforníu eru viðskiptavinir sem verða fyrir rafmagnsrof til að koma í veg fyrir skógarelda í auknum mæli að bæta við geymslum við sólkerfi sín.Þessar„á bak við metra“ blendingavekja upp spurningar um hvernig eigi að meta þær og hvernig þær geti stuðlað að netrekstri.
Blendingar eru rétt að byrja, en miklu fleiri eru á leiðinni.Frekari rannsókna er þörf á tækni, markaðshönnun og reglugerðum til að tryggja að netið og netverðið þróist með þeim.
Þó spurningar séu enn uppi er ljóst að blendingar eru að endurskilgreina orkuver.Og þeir gætu endurgert bandaríska raforkukerfið í því ferli.
Birtingartími: 23. júní 2022