USA: Samodzielny magazyn energii czy instalacje hybrydowe?
Naukowcy zastanawiają się czy parowanie instalacji jest tak samo skuteczne i wartościowe jak stawianie samodzielnych instalacji magazynowania energii. Berkeley Lab przeprowadziło na ten temat badanie.
Które podejście jest lepsze dla amerykańskiego systemu elektroenergetycznego? Odpowiedź nie jest prosta. W rzeczywistości oba rozwiązania mają zarówno wady, jak i zalety. Ponadto ich ocena zależy od projektu i okoliczności.
Potencjalnie samodzielne akumulatorowe magazyny energii mogą być bardziej wartościowe niż bezpośrednie parowanie akumulatorów z generatorem energii odnawialnej. Jednak to tylko złudzenie. Wydaje się tak, ponieważ w przypadku oddzielnego rozmieszczenia zasobów można wybrać lokalizację. Optymalna lokalizacja to taka, w której akumulatory stanowią największą wartość dla sieci elektrycznej.
Rola baterii akumulatorowych w sieci elektrycznej
Dzięki doskonaleniu narzędzi i wsparciu politycznemu udało się rozwinąć technologie wykorzystujące energię słoneczną i wiatrową. Chociaż odnawialne źródła powodują wyzwania, to technologie magazynowania energii łagodzą obawy. W szczególności te, które wiążą się z problemami z niezawodnością i elastycznością sieci. Baterie mogą również złagodzić problemy napotykane przez sieć, np. zatory przesyłu. Jakkolwiek, badacze wskazują, że magazyny energii nie muszą być podłączone do sieci w tym samym miejscu, aby spełniały swoje zadanie.
Zainteresowanie hybrydowymi instalacjami w USA
Z badania Berkeley Lab wynika, że zainteresowanie hybrydowymi magazynami energii rośnie. Na koniec 2020 roku na zachodzie Stanów Zjednoczonych około 70-90% planowanych nowych elektrowni słonecznych byłoby połączonych z magazynami energii. W Kalifornii 89% elektrowni słonecznych na dużą skalę oczekujących w kolejkach połączeń operatora sieci CAISO jest połączonych z magazynem energii. Średnia krajowa dla rozwiązań hybrydowych to 34% propozycji projektów dotyczących energii słonecznej i 6% wiatrowej.
Powodów takiego stanu rzeczy jest kilka. Przede wszystkim dotyczą one kwestii finansowych:
- Podłączenie do sieci jest kosztowne i czasochłonne. Podłączenie generatora zielonej energii i baterii do sieci w jednym miejscu może obniżyć koszt projektu.
- Obecnie w USA jest ulga podatkowa na inwestycje w budowę elektrowni energii odnawialnej i baterii, jeśli są one połączone. Według Berkeley Lab różnica w kosztach może wynosić nawet 10 USD/MWh.
Sytuacja w poszczególnych regionach
Regionalna organizacja przesyłowa (RTO) w Stanach Zjednoczonych jest operatorem systemu przesyłu energii elektrycznej (TSO), który koordynuje, kontroluje i monitoruje wielostanową sieć elektryczną. Transfer energii elektrycznej między stanami jest uważany za handel międzystanowy, a sieci elektryczne obejmujące wiele stanów są zatem regulowane przez Federalną Komisję Regulacji Energetyki (FERC).
Niezależny operator systemu (ISO) jest podobnie organizacją utworzoną z rekomendacji FERC. W obszarach, w których ustanowiono ISO, koordynuje, kontroluje i monitoruje działanie systemu elektroenergetycznego, zwykle w jednym stanie USA, ale czasami obejmuje wiele stanów. RTO zazwyczaj pełnią te same funkcje, co ISO, ale obejmują większy obszar geograficzny.
Operatorzy systemu dystrybucyjnego w USA:
Procentowy udział źródeł w rocznej generacji energii w regionach poszczególnych operatorów systemu przesyłowego:
Procent proponowanych projektów z technologią hybrydową w poszczególnych regionach (według wytwarzania):
Samodzielny magazyn energii czy instalacje hybrydowe
Co lepsze, akumulatory połączone z generatorami zielonej energii czy oddzielne instalacje? Na to pytanie badacze nie udzielają jednoznacznej odpowiedzi. Autorzy publikacji uważają, że obie opcje mogą być korzystne dla systemu elektroenergetycznego. Jednak korzyści względne mogą być inne na poszczególnych rynkach. Ponadto zależą od wielu czynników. Między innymi zależą od kosztów, przestrzeni i innych okoliczności towarzyszących planowaniu danego projektu. Dlatego każdorazowo wskazane jest przeprowadzenie dokładnej analizy. Warto pamiętać też o tym, że państwa w różny sposób prowadzą politykę. Niektóre mogą dawać przywileje pierwszej opcji a inne drugiej. Oznacza to, że rozwiązanie, które jest lepsze w jednym kraju, niekoniecznie sprawdzi się w drugim.
Źródła:
https://eta-publications.lbl.gov/sites/default/files/2021.04.09_geospatial_for_ae_pre-print.pdf