Хранение энергии важно для создания доступных, надежных, полностью обезуглероженных систем электроснабжения

Прочитано: 76 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


В глубоко обезуглероженных энергетических системах, использующих широкое распространение переменных возобновляемых источников энергии (ПВИЭ), накопление энергии необходимо для поддержания освещения и подачи электроэнергии, когда солнце не светит и ветер не дует — при выработке энергии из этих ресурсов ПВИЭ. низкий или высокий спрос. Исследование «Будущее хранения энергии», проведенное MIT Energy Initiative, проясняет необходимость хранения энергии и исследует пути использования ресурсов и хранения ПВИЭ для эффективного достижения обезуглероженных систем электроснабжения к 2050 году.

«Будущее хранения энергии», новый междисциплинарный отчет Энергетической инициативы Массачусетского технологического института (MITEI), призывает правительство инвестировать в сложные аналитические инструменты для планирования, эксплуатации и регулирования систем электроснабжения с целью эффективного развертывания и использования накопителей. Поскольку технологии хранения будут иметь возможность заменить или дополнить практически все другие элементы энергосистемы, включая генерацию, передачу и реагирование на спрос, эти инструменты будут иметь решающее значение для проектировщиков, операторов и регулирующих органов электроэнергетических систем в будущем. В исследовании также рекомендуется дополнительная поддержка дополнительных кадровых программ и программ повышения квалификации в регулирующих органах на уровне штата и на федеральном уровне.

Отчет MITEI показывает, что накопление энергии делает глубокую декарбонизациюнадежных систем электроснабжения по доступным ценам. «Операторы электростанций, работающих на ископаемом топливе, традиционно реагировали на спрос на электроэнергию — в любой данный момент — путем регулирования подачи электроэнергии, поступающей в сеть», — говорит директор MITEI Роберт Армстронг, профессор химического машиностроения Chevron и заведующий кафедрой Future of Energy. Исследование хранения. «Но ресурсы ПВИЭ, такие как ветер и солнечная энергия, зависят от ежедневных и сезонных колебаний, а также колебаний погоды; их не всегда можно использовать для удовлетворения спроса на электроэнергию. Наше исследование показывает, что накопление энергии может помочь энергосистемам, в которых преобладают ПВИЭ, сбалансировать электроэнергию. спроса и предложения при сохранении надежности рентабельным образом, что, в свою очередь, может способствовать электрификации многих видов деятельности, связанных с конечным использованием, помимо электроэнергетического сектора».

Трехлетнее исследование предназначено для того, чтобы помочь правительству, промышленности и академическим кругам наметить путь к разработке и внедрению технологий хранения электроэнергии в качестве способа поощрения электрификации и декарбонизации всей экономики, избегая при этом чрезмерного или несправедливого бремени.

Сосредоточив внимание на трех различных регионах Соединенных Штатов, исследование показывает потребность в разнообразном подходе к хранению энергии и проектированию систем электроснабжения в разных частях страны. Используя инструменты моделирования, чтобы заглянуть в будущее до 2050 года, исследовательская группа также фокусируется не только на Соединенных Штатах, но и на странах с формирующимся рынком и развивающейся экономикой (EMDE), особенно представленных Индией. Полученные данные подчеркивают важную роль, которую хранилища могут играть в странах EMDE. Ожидается, что в течение следующих 30 лет в этих странах произойдет значительный рост спроса на электроэнергию из-за быстрого общего экономического роста и более широкого внедрения технологий, потребляющих электроэнергию, таких как кондиционирование воздуха. Особенно,

Авторы считают, что в среднесрочной и долгосрочной перспективе в Индии инвестиции в ПВИЭ в сочетании с хранением предпочтительнее, чем в новую угольную генерацию, хотя существующие угольные электростанции могут остаться, если их не вынуждают политические меры, такие как установление цен на выбросы углерода.

«Развивающиеся страны играют важную роль в решении глобальной проблемы декарбонизации», — говорит Роберт Стоунер, заместитель директора по науке и технологиям MITEI и один из авторов отчета. «Наше исследование показывает, как они могут воспользоваться снижением стоимости возобновляемых источников энергии и хранения в ближайшие десятилетия, чтобы стать лидерами в области климата, не жертвуя экономическим развитием и модернизацией».

В исследовании рассматриваются четыре вида технологий хранения: электрохимические, термические, химические и механические. Некоторые из этих технологий, такие как литий-ионные батареи, гидроаккумулирующие гидроаккумуляторы и некоторые варианты теплового хранения, проверены и доступны для коммерческого развертывания. В отчете правительству рекомендуется сосредоточить усилия в области НИОКР на других технологиях хранения, которые потребуют дальнейшей разработки, чтобы быть доступными к 2050 году или ранее, в том числе на проектах по продвижению альтернативных электрохимических технологий хранения, основанных на земных материалах. Он также предлагает государственные стимулы и механизмы, которые поощряют успех, но не мешают управлению проектом. В отчете содержится призыв к федеральному правительству изменить некоторые правила, регулирующие демонстрационные проекты технологий, чтобы разрешить больше проектов хранения. В докладе утверждается, что политика, требующая разделения затрат в обмен на права интеллектуальной собственности, препятствует распространению знаний. В отчете отстаиваются федеральные требования к демонстрационным проектам, которые обмениваются информацией с другими организациями США.

В отчете говорится, что многие существующие электростанции, которые закрываются, могут быть преобразованы в полезные хранилища энергии путем замены их котлов, работающих на ископаемом топливе, на теплоаккумуляторы и новые парогенераторы. Эта модернизация может быть выполнена с использованием коммерчески доступных технологий и может быть привлекательной для владельцев станций и населения, поскольку они используют активы, которые в противном случае были бы заброшены по мере обезуглероживания систем электроснабжения.

В исследовании также рассматривается водород и делается вывод, что его использование для хранения, вероятно, будет зависеть от того, в какой степени водород используется в экономике в целом. В отчете говорится, что такое широкое использование водорода будет обусловлено будущими затратами на производство, транспортировку и хранение водорода, а также темпами инноваций в области конечного использования водорода.

Исследование MITEI предсказывает, что распределение почасовых оптовых цен или почасовая предельная стоимость энергии изменится в глубоко декарбонизированных энергосистемах — с гораздо большим количеством часов очень низких цен и большим количеством часов высоких цен по сравнению с сегодняшними оптовыми рынками. Таким образом, в отчете рекомендуется, чтобы системы применяли варианты розничного ценообразования и управления розничной нагрузкой, которые вознаграждают всех потребителей за перенос потребления электроэнергии с периодов, когда высокие оптовые цены указывают на дефицит, на периоды, когда низкие оптовые цены указывают на изобилие.

Исследование «Будущее хранения энергии» является девятым в серии «Будущее» MITEI, посвященной сложным и жизненно важным вопросам, связанным с энергетикой и окружающей средой. Предыдущие исследования были сосредоточены на ядерной энергии, солнечной энергии, природном газе, геотермальной энергии и угле (с улавливанием и связыванием выбросов углекислого газа), а также на таких системах, как электроэнергетическая сеть США.

Хранение энергии важно для создания доступных, надежных, полностью обезуглероженных систем электроснабжения



Новости партнеров