Mfumo wa nishati ya umeme wa Amerika unapitia mabadiliko makubwa unapobadilika kutoka kwa mafuta hadi nishati mbadala.Ingawa muongo wa kwanza wa miaka ya 2000 ulishuhudia ukuaji mkubwa katika uzalishaji wa gesi asilia, na miaka ya 2010 ilikuwa muongo wa upepo na jua, dalili za awali zinaonyesha kuwa uvumbuzi wa miaka ya 2020 unaweza kuwa mafanikio katika mitambo ya "mseto".
Kiwanda cha nguvu cha mseto cha kawaida huchanganya uzalishaji wa umeme na hifadhi ya betri katika eneo moja.Hiyo mara nyingi inamaanisha shamba la jua au upepo lililounganishwa na betri za kiwango kikubwa.Kwa kufanya kazi pamoja, paneli za miale ya jua na uhifadhi wa betri zinaweza kutoa nishati mbadala wakati nishati ya jua iko katika kilele chake wakati wa mchana na kisha kuifungua inavyohitajika baada ya jua kutua.
Mtazamo wa miradi ya nishati na uhifadhi katika bomba la usanidi unatoa taswira ya mustakabali wa nishati mseto.
Timu yetukatika Maabara ya Kitaifa ya Lawrence Berkeley iligundua kuwa jambo la kushangazagigawati 1,400ya miradi inayopendekezwa ya uzalishaji na uhifadhi imetuma maombi ya kuunganisha kwenye gridi ya taifa - zaidi ya mitambo yote iliyopo ya umeme ya Marekani kwa pamoja.Kundi kubwa zaidi sasa ni miradi ya jua, na zaidi ya theluthi moja ya miradi hiyo inahusisha uhifadhi wa nishati ya jua mseto pamoja na betri.
Wakati mimea hii ya nguvu ya siku zijazo inatoa faida nyingi, wao piakuibua maswalikuhusu jinsi gridi ya umeme inapaswa kuendeshwa vyema.
Kwa nini mahuluti ni moto
Upepo na jua zinapokua, zinaanza kuwa na athari kubwa kwenye gridi ya taifa.
Nishati ya jua tayariinazidi 25%ya uzalishaji wa umeme wa kila mwaka huko California na inaenea kwa kasi katika majimbo mengine kama vile Texas, Florida na Georgia."Ukanda wa upepo" inasema, kutoka Dakotas hadi Texas, wameonaupelekaji mkubwa wa mitambo ya upepo, huku Iowa sasa ikipata nguvu nyingi kutoka kwa upepo.
Asilimia hii kubwa ya nishati inayoweza kurejeshwa inazua swali: Je, tunaunganishaje vyanzo vinavyoweza kutumika tena vinavyozalisha kiasi kikubwa lakini tofauti cha nishati siku nzima?
Hapo ndipo uhifadhi unapoingia. Bei za betri za Lithium-ion zina beikuanguka harakakwani uzalishaji umeongezeka kwa soko la magari ya umeme katika miaka ya hivi karibuni.Ingawa kuna wasiwasi juu ya siku zijazochangamoto za ugavi, muundo wa betri pia una uwezekano wa kubadilika.
Mchanganyiko wa nishati ya jua na betri huruhusu waendeshaji mitambo mseto kutoa nishati kupitia saa za thamani zaidi wakati mahitaji yana nguvu zaidi, kama vile majira ya mchana na jioni wakati viyoyozi vinawaka sana.Betri pia husaidia kulainisha uzalishaji kutoka kwa nishati ya upepo na jua, kuhifadhi nishati ya ziada ambayo ingepunguzwa, na kupunguza msongamano kwenye gridi ya taifa.
Mseto hutawala bomba la mradi
Mwishoni mwa 2020, kulikuwa na miradi 73 ya jua na 16 ya mseto wa upepo inayofanya kazi nchini Merika, ambayo ni jumla ya gigawati 2.5 za uzalishaji na gigawati 0.45 za uhifadhi.
Leo, jua na mahuluti hutawala bomba la maendeleo.Kufikia mwisho wa 2021, zaidi yagigawati 675 za sola inayopendekezwamimea ilikuwa imetuma maombi ya kuidhinishwa kwa kuunganisha gridi ya taifa, na zaidi ya theluthi moja yao ikiwa imeunganishwa na hifadhi.Gigawati nyingine 247 za mashamba ya upepo zilikuwa sambamba, na gigawati 19, au takriban 8% ya hizo, kama mahuluti.
Bila shaka, kuomba uunganisho ni hatua moja tu katika kuendeleza mtambo wa nguvu.Msanidi pia anahitaji makubaliano ya ardhi na jumuiya, mkataba wa mauzo, ufadhili na vibali.Takriban kiwanda kimoja tu kati ya vinne vipya vilivyopendekezwa kati ya 2010 na 2016 kilifanikiwa kufanya kazi kibiashara.Lakini kina cha kupendezwa na mimea ya mseto huonyesha ukuaji wa nguvu.
Katika masoko kama vile California, betri ni lazima kwa watengenezaji wapya wa sola.Kwa kuwa jua mara nyingi huchangiawengi wa madarakakatika soko la mchana, kujenga zaidi huongeza thamani ndogo.Kwa sasa 95% ya uwezo wote wa nishati ya jua unaopendekezwa katika foleni ya California huja na betri.
Masomo 5 juu ya mahuluti na maswali ya siku zijazo
Fursa ya ukuaji katika mahuluti inayoweza kurejeshwa ni kubwa wazi, lakini inazua maswali ambayokikundi chetukatika Berkeley Lab imekuwa ikichunguza.
Hapa kuna baadhi yetumatokeo ya juu:
Uwekezaji huo unalipa katika mikoa mingi.Tuligundua kuwa ingawa kuongeza betri kwenye mtambo wa nishati ya jua huongeza bei, pia huongeza thamani ya nishati.Kuweka uzalishaji na uhifadhi katika eneo moja kunaweza kupata manufaa kutoka kwa mikopo ya kodi, uokoaji wa gharama ya ujenzi na kubadilika kwa uendeshaji.Kwa kuangalia uwezekano wa mapato katika miaka ya hivi karibuni, na kwa usaidizi wa mikopo ya kodi ya shirikisho, thamani iliyoongezwa inaonekana kuhalalisha bei ya juu.
Mahali pa pamoja pia inamaanisha biashara.Upepo na jua hufanya kazi vizuri zaidi ambapo nguvu za upepo na jua zina nguvu zaidi, lakini betri hutoa thamani kubwa zaidi ambapo zinaweza kutoa manufaa makubwa zaidi ya gridi ya taifa, kama vile kuondoa msongamano.Hiyo inamaanisha kuwa kuna mabadiliko ya kibiashara wakati wa kubainisha eneo bora lenye thamani ya juu zaidi.Salio la ushuru la shirikisho ambalo linaweza kupatikana tu wakati betri ziko pamoja na sola zinaweza kuhimiza maamuzi ya chini kabisa katika visa vingine.
Hakuna mchanganyiko bora zaidi.Thamani ya mmea wa mseto imedhamiriwa kwa sehemu na usanidi wa vifaa.Kwa mfano, saizi ya betri inayohusiana na jenereta ya jua inaweza kuamua ni saa ngapi jioni mmea unaweza kutoa nishati.Lakini thamani ya nishati ya usiku inategemea hali ya soko la ndani, ambayo inabadilika mwaka mzima.
Sheria za soko la nguvu zinahitaji kubadilika.Mseto unaweza kushiriki katika soko la nishati kama kitengo kimoja au kama huluki tofauti, kwa zabuni ya nishati ya jua na hifadhi kwa kujitegemea.Mahuluti pia yanaweza kuwa wauzaji au wanunuzi wa nguvu, au zote mbili.Hiyo inaweza kuwa ngumu.Sheria za ushiriki wa soko za mahuluti bado zinabadilika, na kuwaacha waendeshaji wa mimea kufanya majaribio ya jinsi wanavyouza huduma zao.
Mahuluti madogo huunda fursa mpya:Mitambo ya umeme mseto inaweza pia kuwa ndogo, kama vile jua na betri katika nyumba au biashara.Vilemahuluti yamekuwa ya kawaida huko Hawaiikwani nishati ya jua inajaza gridi ya taifa.Huko California, wateja ambao wako chini ya kuzima kwa umeme ili kuzuia moto wa nyikani wanazidi kuongeza hifadhi kwenye mifumo yao ya jua.Hayamahuluti ya "nyuma ya mita".kuibua maswali kuhusu jinsi zinafaa kuthaminiwa, na jinsi zinavyoweza kuchangia utendakazi wa gridi ya taifa.
Mseto ndio kwanza unaanza, lakini mengi zaidi yapo njiani.Utafiti zaidi unahitajika kuhusu teknolojia, miundo ya soko na kanuni ili kuhakikisha bei ya gridi ya taifa na gridi ya taifa inabadilika nazo.
Ingawa maswali yanasalia, ni wazi kuwa mahuluti yanafafanua upya mitambo ya kuzalisha umeme.Na wanaweza kutengeneza tena mfumo wa nguvu wa Marekani katika mchakato huo.
Muda wa kutuma: Juni-23-2022