Amerikas elektriske elsystem er under radikal forandring, da det skifter fra fossile brændstoffer til vedvarende energi.Mens det første årti af 2000'erne oplevede en enorm vækst i naturgasproduktion, og 2010'erne var årti med vind og sol, tyder tidlige tegn på, at innovationen i 2020'erne kan være et boom i "hybride" kraftværker.
Et typisk hybridkraftværk kombinerer elproduktion med batterilagring på samme sted.Det betyder ofte en sol- eller vindmøllepark parret med batterier i stor skala.Ved at arbejde sammen kan solpaneler og batteriopbevaring generere vedvarende energi, når solenergien er på sit højeste i løbet af dagen og derefter frigive den efter behov, efter solen går ned.
Et kig på kraft- og lagerprojekterne i udviklingspipeline giver et glimt af hybridkrafts fremtid.
Vores holdved Lawrence Berkeley National Laboratory fandt det en svimlende1.400 gigawattaf foreslåede produktions- og lagringsprojekter har ansøgt om at tilslutte sig nettet – mere end alle eksisterende amerikanske kraftværker tilsammen.Den største gruppe er nu solcelleprojekter, og over en tredjedel af disse projekter involverer hybrid solenergi plus batterilagring.
Selvom disse fremtidens kraftværker byder på mange fordele, er de ogsårejse spørgsmålom hvordan el-nettet bedst skal drives.
Hvorfor hybrider er hotte
Efterhånden som vind og sol vokser, begynder de at have stor indflydelse på nettet.
Solenergi alleredeoverstiger 25 %af den årlige elproduktion i Californien og breder sig hurtigt i andre stater som Texas, Florida og Georgia."Vindbælte"-staterne, fra Dakotas til Texas, har setmassiv udbygning af vindmøller, hvor Iowa nu får størstedelen af sin kraft fra vinden.
Denne høje procentdel af vedvarende energi rejser et spørgsmål: Hvordan integrerer vi vedvarende energikilder, der producerer store, men varierende mængder strøm i løbet af dagen?
Det er her, opbevaring kommer ind. Priserne på lithium-ion-batterier harhurtigt faldetda produktionen er opskaleret til elbilmarkedet i de senere år.Mens der er bekymringer for fremtidenforsyningskædens udfordringer, batteridesign vil sandsynligvis også udvikle sig.
Kombinationen af solenergi og batterier giver hybridanlægsoperatører mulighed for at levere strøm gennem de mest værdifulde timer, når efterspørgslen er størst, såsom sommereftermiddage og aftener, hvor klimaanlægget kører på højtryk.Batterier hjælper også med at udjævne produktionen fra vind- og solenergi, lagre overskydende strøm, der ellers ville være begrænset, og reducere overbelastning på nettet.
Hybrider dominerer projektpipelinen
Ved udgangen af 2020 var der 73 sol- og 16 vindhybridprojekter i drift i USA, svarende til 2,5 gigawatt produktion og 0,45 gigawatt lager.
I dag dominerer solenergi og hybrider udviklingspipelinen.Ved udgangen af 2021 var mere end675 gigawatt foreslået solanlæg havde ansøgt om nettilslutningsgodkendelse, hvor over en tredjedel af dem var parret med lager.Yderligere 247 gigawatt vindmølleparker var på linje, med 19 gigawatt, eller omkring 8% af dem, som hybrider.
At ansøge om en tilslutning er naturligvis kun et skridt i udviklingen af et kraftværk.En bygherre har også brug for jord- og samfundsaftaler, en salgskontrakt, finansiering og tilladelser.Kun omkring hver fjerde nye anlæg, der blev foreslået mellem 2010 og 2016, kom til kommerciel drift.Men dybden af interesse for hybridplanter varsler stærk vækst.
På markeder som Californien er batterier i det væsentlige obligatoriske for nye solcelleudviklere.Da sol ofte tegner sig formagtens flertali dagtimerne giver det ringe værdi at bygge mere.I øjeblikket kommer 95% af al foreslået storskala solcellekapacitet i køen i Californien med batterier.
5 lektioner om hybrider og spørgsmål til fremtiden
Muligheden for vækst inden for vedvarende hybrider er klart stor, men det rejser nogle spørgsmålvores gruppepå Berkeley Lab har undersøgt.
Her er nogle af vorestop fund:
Investeringen betaler sig i mange regioner.Vi fandt ud af, at mens tilføjelse af batterier til et solcelleanlæg øger prisen, øger det også værdien af strømmen.Anbringelse af produktion og lagring på samme sted kan opnå fordele fra skattefradrag, besparelser i byggeomkostninger og driftsfleksibilitet.Ser man på indtægtspotentialet over de seneste år, og ved hjælp af føderale skattefradrag, ser merværdien ud til at retfærdiggøre den højere pris.
Samlokalisering betyder også afvejninger.Vind og sol fungerer bedst, hvor vind- og solressourcerne er stærkest, men batterier giver mest værdi, hvor de kan levere de største fordele ved nettet, som f.eks. at afhjælpe overbelastning.Det betyder, at der er afvejninger, når man skal bestemme den bedste placering med den højeste værdi.Føderale skattefradrag, der kun kan optjenes, når batterier er placeret sammen med solenergi, kan i nogle tilfælde opmuntre til suboptimale beslutninger.
Der er ikke én bedste kombination.Værdien af et hybridanlæg bestemmes delvist af udstyrets konfiguration.For eksempel kan størrelsen på batteriet i forhold til en solcellegenerator afgøre, hvor langt ud på aftenen anlægget kan levere strøm.Men værdien af natstrøm afhænger af lokale markedsforhold, som ændrer sig i løbet af året.
Reglerne for elmarkedet skal udvikles.Hybrider kan deltage i elmarkedet som en enkelt enhed eller som separate enheder, hvor solenergi og lager byder uafhængigt.Hybrider kan også være enten sælgere eller købere af strøm, eller begge dele.Det kan blive kompliceret.Reglerne for markedsdeltagelse for hybrider udvikler sig stadig, hvilket efterlader fabriksoperatører at eksperimentere med, hvordan de sælger deres tjenester.
Små hybrider skaber nye muligheder:Hybridkraftværker kan også være små, såsom solceller og batterier i et hjem eller en virksomhed.Sådanhybrider er blevet standard på Hawaiida solenergi mætter nettet.I Californien tilføjer kunder, der er udsat for strømafbrydelser for at forhindre skovbrande, i stigende grad lagerplads til deres solsystemer.Disse"bag-måleren" hybriderrejse spørgsmål om, hvordan de skal værdsættes, og hvordan de kan bidrage til netdriften.
Hybrider er lige begyndt, men mange flere er på vej.Der er behov for mere forskning i teknologier, markedsdesign og reguleringer for at sikre, at nettet og netpriserne udvikler sig med dem.
Mens der stadig er spørgsmål, er det klart, at hybrider omdefinerer kraftværker.Og de kan lave det amerikanske magtsystem om i processen.
Indlægstid: 23-jun-2022