Операторите на мрежата веќе со години фрлаат пари за проблемот со складирањето, а резултатите се насекаде. Некои пазари гледаат дека инсталациите растат побрзо отколку што било предвидено, додека други не можат да добијат проекти преку издавање дозволи и покрај очигледните потреби.
Неусогласеноста помеѓу генерацијата и оптоварувањето не е нова. Сончевата енергија не произведува ништо во текот на ноќта, ветерот умира во мирни периоди, а некој мора да ги држи светлата вклучени без разлика. Системите за складирање енергија од големи размери продолжуваат да се позиционираат како решение, но шемите на распоредување сугерираат дека економските и техничките барања варираат многу во зависност од локалните услови.
Зошто да се распоредат системи за складирање енергија од големи размери?
Нема еден одговор. За регулирање на фреквенцијата потребни се милисекунди времиња на одговор. Енергетската арбитража бара часови на траење. Врвното бричење бара различни модели на возење велосипед отколку резервната моќност. На мрежните оператори им се потребни алатки кои можат да се справат со повеќе барања, а традиционалните електрани го обезбедуваат тоа преку својствени карактеристики што батериите треба да ги реплицираат преку софтвер и контроли.
Кина инсталираше над 16 GW нова мрежа-само во 2023 година. Таа бројка е џуџе што Европа и Северна Америка заедно успеаја да го распоредат. Јазот ги одразува производствените предности, агресивната поддршка на политиките и помалку регулаторни бариери за поврзување со мрежата. Дали другите региони можат да го затворат тој јаз останува сомнително со оглед на тоа колку се вкоренети тие предности.
Енергетскиот резерват на Тесла Хорнсдејл во Јужна Австралија започна да работи во 2017 година со капацитет од 100 MW / 129 MWh и се исплати во рок од приближно три години врз основа на извештаите на операторот од https://arena.gov.au. Но, тој проект имаше корист од специфичните пазарни услови во Јужна Австралија кои не постојат насекаде - висока нестабилност на големопродажните цени, стареење на интерконекторите и барањата за регулација на фреквенцијата што го вреднуваа времето на брз одговор повеќе од времетраењето.
Времетраењето и густината се разменуваат-
Литиум{0}}јонските батерии ви даваат 2-4 часа празнење со номинална моќност. Густината на енергијата се движи околу 250-340 Wh/kg за сегашните хемикалии. Тие спецификации работат добро за дневниот велосипедизам и услугите за фреквенција, но не успеваат кога ви треба сезонско складирање или можност за повеќедневно резервно копирање.
Ефикасноста на повратен-од 85-95% звучи добро додека не ја земете предвид деградацијата во текот на 15-20 години животен век на проектот. Слабеењето на капацитетот не е линеарно, помошните оптоварувања ја внесуваат достапната енергија, а термичкиот менаџмент троши енергија што не се појавува во насловните бројки за ефикасност.
Пумпаната хидроцентрала останува над 90% од глобалниот капацитет за складирање и ќе остане со децении. Овие капацитети работат 50+ години со минимална деградација, можат да се испуштат 6-20 часа во зависност од големината на резервоарот и имаат предвидливи карактеристики на изведба. Сепак, географијата го ограничува местото каде што може да се развијат нови локации, а за давање дозвола потребни се години кога ќе се подигнат еколошките проблеми.
Динамиката на трошоците не е јасна
Цените на батериите паднаа од околу 1.100 долари/kWh во 2010 година на под 140 долари/kWh до 2023 година, според следењето на Блумберг на https://bnef.com - таа траекторија ја трансформираше економијата на проектот на повеќе пазари. Но, материјалните трошоци создаваат подни цени кои производните скали сами по себе не можат да ги надминат.
Цените на литиумот драматично се зголемија во 2022 година пред малку да се повлечат. Синџирите на снабдување со никел и кобалт се соочуваат со свои ограничувања. Претпоставката дека трошоците ќе продолжат да се намалуваат со историски стапки не важи кога достапноста на суровините станува обврзувачко ограничување наместо ефикасност на производството.
Некои пазари сега гледаат дека складирањето се натпреварува со гасните врвови на чиста економија без субвенции. На другите сè уште им требаат плаќања за капацитет или други механизми за да се затворат финансиските празнини. Распределбата помеѓу овие резултати зависи од локалните цени на електричната енергија, нивоата на пенетрација на обновливите извори на енергија, ограничувањата за пренос и постоечката мешавина на производство на начини кои не се сведуваат на едноставни формули.
Мрежните кодови не беа дизајнирани за инсталации на батерии од 300 MW кои можат да замавнат 600 MW на системот за неколку секунди со префрлување од полнење на празнење. Операторите за пренос мораа да ги преработат заштитните шеми и оперативните процедури. Некои региони брзо се адаптираа. Други создадоа тесни грла што ги одложуваа проектите со години и покрај остварливата економија.
Софтверот е важен повеќе отколку што луѓето сфаќаат
Контролните алгоритми создаваат или прекинуваат-корисни проекти за складирање. Оптимизирање на циклусите на полнење/празнење, управување со деградација, учество во повеќе пазарни услуги истовремено, координација со мрежните оператори - софистицираноста на овие системи одредува дали проектите ги исполнуваат финансиските проекции. Неколку рани инсталации не беа изведени затоа што контролните стратегии не беа соодветни за сложеноста со која се соочија.
Редење на приходите звучи едноставно додека не наидете на пазарни правила кои забрануваат повеќекратно броење на ист капацитет или истовремено учество на повеќе пазари. Системот физички способен за обезбедување неколку услуги може да биде договорно или регулаторно ограничен на монетизирање само на една или две. Овие ограничувања драматично варираат помеѓу јурисдикциите и се менуваат бидејќи регулаторите откриваат како да ракуваат со ресурсите за складирање кои не одговараат на традиционалното генерирање или категории на оптоварување.
Алтернативните технологии продолжуваат да се борат за влечење
Проточни батерии, складирање на компримиран воздух, складирање на енергија од течен воздух - овие алтернативи постојано се дискутираат како решенија за подолго времетраење по пониска цена по MWh. Сепак, бројките за распоредување остануваат мали.
Highview Power пушти во употреба постројка за течен воздух од 50 MW / 250 MWh во ОК во текот на 2022 година, како што е документирано на https://highviewpower.com, што претставува една од ретките алтернативи од комерцијални-размерни алтернативи надвор од литиум- и пумпана хидроцентрала. Дали ова сигнализира пошироко усвојување или останува ниша апликација зависи од траекториите на трошоците кои сè уште не се материјализирани.
Има фундаментално несогласување околу барањата за времетраење. Колку простор од 8+ часа ѝ треба на мрежата наспроти пократко-системите со времетраење плус дополнителни ресурси? Студиите од различни организации постигнуваат контрадикторни заклучоци за барањата за складирање за сценарија со висока пенетрација на обновливи извори, со распространетост што ги одразува претпоставките за флексибилноста на побарувачката, проширувањето на преносот и континуираниот капацитет на фосилни горива повеќе отколку техничката анализа.
Банките се чувствуваат удобно со проектите за складирање, бидејќи оперативните досиеја растат, иако условите за финансирање значително се разликуваат. Некои пазари имаат стандардизирани договори и воспоставени преседани. Други го третираат секој проект како единствена проценка на ризик која бара прилагодено длабинско внимание. Трошоците за осигурување за ризикот од пожар на батерии се намалија како што се подобрија безбедносните системи, но остануваат ставка што влијае на пресметките за одржливост.
Развојниот цевковод покажува дека инсталациите стануваат поголеми - 500 MW објекти што би изгледале нереални пред една деценија сега се рутински, а проектите од 1 GW- се во фаза на планирање. Ова скалирање носи намалување на трошоците за-MW преку стандардизација и заедничка инфраструктура, додека го концентрира ризикот од доверливост на мрежата во поединечни точки. Дали таа размена- има смисла зависи од вашиот став за доверливоста на технологијата и барањата за вишок на мрежа.
Ограничувањата во производството се посилно од очекуваното
Фабричкиот капацитет за ќелии и системи значително порасна, но синџирите на снабдување остануваат растегнати за време на порастот на побарувачката. Времето на довод за главните компоненти се протега на 12-18 месеци. Недостигот на материјали предизвика одложување на проектот што немаше никаква врска со технолошката подготвеност или достапноста на финансирањето.
Кина произведува над 75% од глобалното производство на литиум-јонски ќелии. Таа концентрација создава предности во трошоците преку обемот, а исто така и ранливости во синџирот на снабдување во зависност од геополитичките перспективи. Другите региони влеваат капитал во домашното производство, но за да се достигне чекорот е потребно време кога искуството во производството е важно колку и капиталните инвестиции.
Размислувањата за отпорноста на климата влијаат на распоредувањето на складиштето надвор од придобивките од обновливите извори на интеграција. Зимската бура во Тексас во 2021 година покажа како конвенционалната генерација може да стане недостапна токму кога е најпотребно. Складирањето обезбедува способност за резервна копија која е тешко да се измери во традиционалните метрики на доверливост, но сè повеќе се цени од регулаторите и комуналните услуги кои се занимаваат со зголемувањето на екстремните временски услови.
Еволуцијата на технологијата ја надминува адаптацијата на регулаторната рамка. Она што имаше смисла за планирањето на мрежата пред пет години не ги одразува сегашните можности или трошоци. Овој јаз создава можности за проекти кои можат брзо да се движат додека воспоставените комунални услуги работат преку подолги циклуси на планирање и процеси на одобрување кои не биле дизајнирани за ресурси за складирање.
Траекторијата на секторот сугерира дека брзиот раст ќе продолжи, иако дистрибуцијата низ регионите и апликациите останува нерамномерна. Техничките способности во голема мера ги исполнија барањата - економијата и регулаторните рамки сега повеќе ги одредуваат стапките на распоредување отколку технолошката подготвеност.
Учеството на пазарот брзо се комплицира
Различните пазари на електрична енергија на големо имаат различни правила за тоа како може да учествува складирањето и кои услуги се вбројуваат во обврските за капацитет. PJM го третира складирањето поинаку од CAISO, кој користи различни структури од ERCOT. Проектите треба да го разберат дизајнот на локалниот пазар пред да ги финализираат техничките спецификации бидејќи она што функционира на еден пазар може да биде неоптимално на друго место.
Пазарите на помошни услуги обезбедуваат значителен приход во некои региони, но едвај постојат во други. Вредноста на регулацијата на фреквенцијата варира врз основа на карактеристиките на мрежата, составот на постојната флота на генератори и нивоата на пенетрација на обновливи извори. Проектот што има смисла во една интерконекција може да се мачи да се опише на 200 милји подалеку под различен мрежен оператор со различни пазарни правила.
Редиците за интерконекција се затнати со проекти за складирање кои чекаат студии за влијанието на мрежата и распределба на трошоците за надградба. Времето на чекање се протега во години за некои региони. Во меѓувреме технологијата продолжува да се подобрува, а трошоците продолжуваат да паѓаат, што значи дека проектите што влегоа во редици пред две години можеби ќе треба да се редизајнираат за да се вклучат понова, поевтина опрема до моментот кога ќе добијат одобрение за меѓусебно поврзување.
Политичката поддршка варира многу
Даночните кредити за инвестиции ја трансформираа економијата на проектите во некои јурисдикции. Другите региони се потпираат на пазарите на капацитети или на обновливите извори на енергија кои индиректно го поттикнуваат складирањето. Неколку места не направиле речиси ништо од политиката-, но сè уште гледаат распоредување бидејќи пазарните основи функционираат без субвенции.
Трајноста на поддршката на политиката е важна исто колку и нејзината великодушност. На инвеститорите им е потребна доверба дека рамки нема да се променат драматично на средината од 20-годишниот животен век на проектот. Ретроактивните промени во политиката на некои европски пазари ги исплашија програмерите и го забавија распоредувањето со години дури и откако на крајот беа имплементирани постабилни рамки.
Политиките на државно-ниво во САД создаваат крпеница од барања и стимулации што ги отежнуваат стратегиите за развој на национални-скалила. Агресивните мандати за складирање на Калифорнија доведоа до рано распоредување, но создадоа тесни грла во синџирот на снабдување бидејќи програмерите се натпреваруваа за ограничен производствен капацитет. Другите држави се движеа побавно и имаа корист од научените лекции и подобрената достапност на технологијата.
Процесите за планирање на преносот треба да се ажурираат за да се земат предвид можностите за складирање. Традиционалното планирање претпоставуваше дека ресурсите за генерирање остануваат на фиксни локации, но батериите може да се распоредат речиси насекаде со поврзување на мрежата. Оваа флексибилност создава вредност што планерите за пренос не сфатиле целосно како да ја вградат во нивните модели и анализите на трошоците за{2}}поволности.
Зад--наспроти броилото-од-одлуките за распоредување на броилата се вклучени различни групи на засегнати страни, финансиски структури и регулаторен надзор. Некои апликации очигледно припаѓаат на една категорија, но многу од нив би можеле да одат на секој начин во зависност од моделите на сопственост и стратегиите за оптимизација на приходите. Поделбата помеѓу овие режими на распоредување се менува како што пазарите се развиваат и прописите се менуваат.
Барањата за безбедност од пожари продолжуваат да се ревидираат како што се акумулира повеќе оперативно искуство. Раните инсталации користеа поедноставни системи за термичко управување кои се покажаа несоодветни при одредени начини на дефект. Поновите проекти вклучуваат повеќекратни непотребни безбедносни системи кои додаваат цена, но ги намалуваат премиите за осигурување и регулаторната контрола. Точката на рамнотежа помеѓу безбедносните трошоци и прифатливиот ризик продолжува да се менува како што индустријата созрева.