Američki elektroenergetski sustav prolazi kroz radikalne promjene dok prelazi s fosilnih goriva na obnovljivu energiju.Dok je u prvom desetljeću 2000-ih zabilježen ogroman rast proizvodnje prirodnog plina, a 2010-e su bile desetljeće vjetra i sunca, rani znakovi upućuju na to da bi inovacija 2020-ih mogla biti procvat "hibridnih" elektrana.
Tipična hibridna elektrana kombinira proizvodnju električne energije sa skladištenjem baterija na istoj lokaciji.To često znači solarna ili vjetroelektrana u kombinaciji s velikim baterijama.Radeći zajedno, solarni paneli i skladištenje baterija mogu generirati obnovljivu energiju kada je sunčeva energija na vrhuncu tijekom dana, a zatim je osloboditi po potrebi nakon što sunce zađe.
Pogled na projekte za napajanje i pohranu u razvoju nudi pogled na budućnost hibridne energije.
Naš timu Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley otkrili su da je zapanjujuća1400 gigavatapredloženih projekata proizvodnje i skladištenja prijavilo se za spajanje na mrežu – više od svih postojećih američkih elektrana zajedno.Najveća skupina sada su solarni projekti, a više od trećine tih projekata uključuje hibridno solarno i baterijsko skladištenje.
Iako ove elektrane budućnosti nude mnoge prednosti, one takođerpostavljati pitanjao tome kako bi se električnom mrežom trebalo najbolje upravljati.
Zašto su hibridi popularni
Kako vjetar i sunce rastu, oni počinju imati veliki utjecaj na mrežu.
Već solarna energijaprelazi 25%godišnje proizvodnje električne energije u Kaliforniji i brzo se širi u drugim državama kao što su Teksas, Florida i Georgia.Države "pojasa vjetra", od Dakote do Texasa, vidjele sumasovno postavljanje vjetroturbina, s time da Iowa sada dobiva većinu svoje energije iz vjetra.
Ovaj visoki postotak obnovljive energije postavlja pitanje: Kako integrirati obnovljive izvore koji proizvode velike, ali različite količine energije tijekom dana?
Tu dolazi pohrana. Cijene litij-ionskih baterija imajubrzo paobudući da se posljednjih godina proizvodnja povećala za tržište električnih vozila.Iako postoji zabrinutost za budućnostizazove opskrbnog lanca, dizajn baterije također će se vjerojatno razvijati.
Kombinacija solarne energije i baterija omogućuje operatorima hibridnih postrojenja da opskrbe struju u najvrednijim satima kada je potražnja najveća, kao što su ljetna poslijepodneva i večeri kada klima uređaji rade na visokoj razini.Baterije također pomažu u ujednačavanju proizvodnje energije vjetra i sunca, pohranjuju višak energije koji bi inače bio smanjen i smanjuju zagušenja mreže.
Hibridi dominiraju projektima
Krajem 2020. u SAD-u su radila 73 solarna i 16 vjetroelektrana hibridnih projekata, koji su iznosili 2,5 gigavata proizvodnje i 0,45 gigavata skladišta.
Danas solarna i hibridna elektrana dominiraju razvojnim procesom.Do kraja 2021. više od675 gigavata predložene solarne energijepostrojenja su podnijela zahtjev za odobrenje za priključenje na mrežu, a više od trećine njih upareno je sa skladištem.Na redu je još 247 gigavata vjetroelektrana, od kojih je 19 gigavata, ili oko 8 posto, hibridno.
Naravno, podnošenje zahtjeva za priključak samo je jedan korak u razvoju elektrane.Graditelj također treba ugovore o zemljištu i zajednici, kupoprodajni ugovor, financiranje i dozvole.Samo jedna od četiri nove elektrane predložene između 2010. i 2016. uspjela je početi s komercijalnim radom.Ali dubina interesa za hibridne biljke najavljuje snažan rast.
Na tržištima poput Kalifornije, baterije su u biti obavezne za nove solarne programere.Budući da je solarna energija često odgovorna zavećinu vlastina dnevnom tržištu, izgradnja više dodaje malu vrijednost.Trenutno 95% svih predloženih velikih solarnih kapaciteta u redu čekanja u Kaliforniji dolazi s baterijama.
5 lekcija o hibridima i pitanja za budućnost
Prilika za rast obnovljivih hibrida očito je velika, ali postavlja neka pitanjanaša grupau Berkeley Labu je istraživao.
Evo nekih našihvrhunski nalazi:
Investicija se isplati u mnogim regijama.Otkrili smo da dodavanje baterija solarnoj elektrani povećava cijenu, ali također povećava i vrijednost energije.Postavljanjem proizvodnje i skladištenja na istu lokaciju mogu se ostvariti prednosti poreznih olakšica, ušteda troškova izgradnje i operativna fleksibilnost.Gledajući potencijal prihoda tijekom posljednjih godina i uz pomoć saveznih poreznih olakšica, čini se da dodana vrijednost opravdava višu cijenu.
Kolokacija također znači kompromise.Vjetar i sunce imaju najbolje rezultate tamo gdje su izvori vjetra i sunca najjači, ali baterije pružaju najveću vrijednost tamo gdje mogu pružiti najveće prednosti mreže, poput smanjenja zagušenja.To znači da postoje kompromisi pri određivanju najbolje lokacije s najvećom vrijednošću.Savezne porezne olakšice koje se mogu zaraditi samo ako su baterije smještene zajedno sa solarnom energijom u nekim slučajevima mogu potaknuti neoptimalne odluke.
Ne postoji jedna najbolja kombinacija.Vrijednost hibridnog postrojenja djelomično je određena konfiguracijom opreme.Na primjer, veličina baterije u odnosu na solarni generator može odrediti koliko kasno u večer postrojenje može isporučivati energiju.No vrijednost noćne energije ovisi o lokalnim tržišnim uvjetima koji se mijenjaju tijekom godine.
Pravila tržišta električne energije moraju se razvijati.Hibridi mogu sudjelovati na tržištu električne energije kao jedna cjelina ili kao odvojeni entiteti, pri čemu se solarna i skladišna energija natječu neovisno.Hibridi također mogu biti ili prodavači ili kupci snage, ili oboje.To se može zakomplicirati.Pravila sudjelovanja na tržištu za hibride još uvijek se razvijaju, ostavljajući operaterima pogona da eksperimentiraju s načinom na koji prodaju svoje usluge.
Mali hibridi stvaraju nove mogućnosti:Hibridne elektrane također mogu biti male, poput solarnih i baterijskih u kući ili poslovnom prostoru.Takavhibridi su postali standard na Havajimadok solarna energija zasićuje mrežu.U Kaliforniji, korisnici koji su podložni isključenjima struje kako bi spriječili šumske požare, sve više dodaju pohranu svojim solarnim sustavima.ove“behind-the-meter” hibridipostavljaju pitanja o tome kako ih treba vrednovati i kako mogu doprinijeti radu mreže.
Hibridi su tek na početku, ali puno ih je više na putu.Potrebno je više istraživanja o tehnologijama, dizajnu tržišta i propisima kako bi se osiguralo da se mreža i cijene mreže razvijaju s njima.
Iako pitanja ostaju, jasno je da hibridi redefiniraju elektrane.I mogli bi u tom procesu preinačiti američki elektroenergetski sustav.
Vrijeme objave: 23. lipnja 2022