Den nære fremtidens kraftverk er hybrider

solenergi er fremtidens kraftverk 4 25
 Ved å koble sammen solenergi og batterilagring, kan hybrider fortsette å levere strøm etter mørkets frembrudd. Petmal via Getty Images

Amerikas elektriske kraftsystem gjennomgår radikal endring når det går over fra fossilt brensel til fornybar energi. Mens det første tiåret av 2000-tallet så stor vekst i naturgassproduksjon, og 2010-tallet var tiåret for vind og sol, tyder tidlige tegn på at innovasjonen på 2020-tallet kan være en boom i "hybride" kraftverk.

Et typisk hybridkraftverk kombinerer elektrisitetsproduksjon med batterilagring på samme sted. Det betyr ofte en sol- eller vindpark sammen med storskala batterier. Ved å jobbe sammen kan solcellepaneler og batterilagring generere fornybar kraft når solenergien er på topp i løpet av dagen og deretter frigjøre den etter behov etter at solen går ned.

En titt på kraft- og lagringsprosjektene i utviklingspipeline gir et glimt av hybridkrafts fremtid.

Vårt team ved Lawrence Berkeley National Laboratory fant det en svimlende 1,400 gigawatt av foreslåtte produksjons- og lagringsprosjekter har søkt om å koble til nettet – mer enn alle eksisterende amerikanske kraftverk til sammen. Flertallet er nå solenergiprosjekter, og over en tredjedel av disse prosjektene involverer hybrid solenergi pluss lagringsanlegg.

Selv om disse fremtidens kraftverk tilbyr mange fordeler, har de også reise spørsmål om hvordan el-nettet best skal driftes.

Hvorfor hybrider er hotte

Etter hvert som vind og sol vokser, begynner de å få store innvirkninger på nettet.

Solenergi allerede overstiger 25% av årlig kraftproduksjon i California og sprer seg raskt i andre stater som Texas, Florida og Georgia. "Vindbeltet" stater, fra Dakotas til Texas, har sett massiv utplassering av vindturbiner, med Iowa som nå får mesteparten av sin kraft fra vinden.

Denne høye andelen fornybar kraft reiser et spørsmål: Hvordan integrerer vi fornybare kilder som produserer store, men varierende mengder kraft gjennom dagen?

solenergi er fremtidens kraftverk2 4 25
Joshua Rhodes/University of Texas i Austin.

Det er der lagring kommer inn. Prisene på litium-ion-batterier har raskt falt ettersom produksjonen har skalert opp for elbilmarkedet de siste årene. Mens det er bekymringer for fremtiden leverandørkjedeutfordringer, batteridesign vil sannsynligvis også utvikle seg.


 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

Kombinasjonen av solenergi og batterier gjør at hybridanleggsoperatører kan levere strøm gjennom de mest verdifulle timene når etterspørselen er størst, for eksempel sommerettermiddager og kvelder når klimaanlegget går på høyt. Batterier bidrar også til å jevne ut produksjonen fra vind- og solkraft, lagre overflødig kraft som ellers ville blitt begrenset, og redusere overbelastning på nettet.

Hybrider dominerer prosjektrørledningen

Ved utgangen av 2020 var det 73 solenergi- og 16 vindhybridprosjekter i drift i USA, tilsvarende 2.5 gigawatt produksjon og 0.45 gigawatt lagring.

I dag dominerer solenergi og hybrider utviklingsrørledningen. Ved utgangen av 2021 var mer enn 675 gigawatt foreslått solenergi anlegg hadde søkt om nettilknytning, med over en tredjedel av dem sammenkoblet med lager. Ytterligere 247 gigawatt med vindparker var på linje, med 19 gigawatt, eller omtrent 8% av dem, som hybrider.

solenergi er fremtidens kraftverk3 4 25
 Mengden foreslått sol-, lagrings- og vindkraft som venter på å koble seg til nettet har vokst dramatisk de siste årene, mens kull, gass og kjernekraft har falmet. Lawrence Berkeley National Laboratory

Å søke om tilknytning er selvsagt bare ett trinn i utviklingen av et kraftverk. En utbygger trenger også tomte- og fellesskapsavtaler, salgskontrakt, finansiering og tillatelser. Bare rundt én av fire nye anlegg som ble foreslått mellom 2010 og 2016, kom til kommersiell drift. Men dybden av interesse for hybridplanter gir sterk vekst.

I markeder som California er batterier i hovedsak obligatoriske for nye solcelleutviklere. Siden solenergi ofte står for flertall av makten på dagtidsmarkedet gir det å bygge mer liten verdi. For tiden kommer 95 % av all foreslått storskala solenergikapasitet i California-køen med batterier.

5 leksjoner om hybrider og spørsmål for fremtiden

Muligheten for vekst innen fornybare hybrider er helt klart stor, men det reiser noen spørsmål at vår gruppe ved Berkeley Lab har undersøkt.

Her er noen av våre topp funn:

  • Satsingen gir resultater i mange regioner. Vi fant ut at mens å legge til batterier til et solenergiverk øker prisen, øker det også verdien av kraften. Å plassere produksjon og lagring på samme sted kan fange opp fordelene fra skattefradrag, besparelser på byggekostnader og operasjonell fleksibilitet. Ser man på inntektspotensialet de siste årene, og ved hjelp av føderale skattefradrag, ser det ut til at merverdien rettferdiggjør den høyere prisen.

  • Samlokalisering betyr også avveininger. Vind og sol presterer best der vind- og solressursene er sterkest, men batterier gir mest verdi der de kan levere de største fordelene ved nett, som å lindre overbelastning. Det betyr at det er avveininger når man skal bestemme den beste plasseringen med høyest verdi. Føderale skattefradrag som bare kan tjenes når batterier er samlokalisert med solenergi, kan i noen tilfeller oppmuntre til suboptimale beslutninger

  • Det er ingen beste kombinasjon. Verdien av et hybridanlegg bestemmes delvis av konfigurasjonen av utstyret. For eksempel kan størrelsen på batteriet i forhold til en solgenerator avgjøre hvor sent på kvelden anlegget kan levere strøm. Men verdien av nattkraft avhenger av lokale markedsforhold, som endrer seg gjennom året.

  • Reglene for kraftmarkedet må utvikles. Hybrider kan delta i kraftmarkedet som en enkelt enhet eller som separate enheter, med solenergi og lagringstilbud uavhengig. Hybrider kan også være enten selgere eller kjøpere av kraft, eller begge deler. Det kan bli komplisert. Markedsdeltakelsesregler for hybrider er fortsatt i utvikling, og lar anleggsoperatører eksperimentere med hvordan de selger tjenestene sine.

  • Små hybrider skaper nye muligheter: Hybridkraftverk kan også være små, for eksempel solenergi og batterier i et hjem eller en bedrift. Slik hybrider har blitt standard på Hawaii som solenergi metter nettet. I California legger kunder som er utsatt for strømavstengninger for å forhindre skogbranner i økende grad lagring til solsystemet. Disse "bak-meteren" hybrider reise spørsmål om hvordan de skal verdsettes, og hvordan de kan bidra til nettdrift.

Hybrider har så vidt begynt, men mye mer er på vei. Mer forskning er nødvendig på teknologiene, markedsdesignene og reguleringene for å sikre at nett- og nettpriser utvikler seg med dem.

Mens spørsmål gjenstår, er det klart at hybrider redefinerer kraftverk. Og de kan gjøre det amerikanske kraftsystemet på nytt i prosessen.Den Conversation

Om forfatterne

Joachim Seel, Senior Scientific Engineering Associate, Lawrence Berkeley National Laboratory; Bentham Paulos, Tilknyttet, elektrisitetsmarked og policy-gruppe, Lawrence Berkeley National Laboratoryog Vil Gorman, Graduate Student Researcher in Electricity Markets and Policy, Lawrence Berkeley National Laboratory

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.


Anbefalte bøker:

Yellowstone's Wildlife in Transition

Yellowstone's Wildlife in TransitionOver tretti eksperter oppdager bekymrende tegn på et system under belastning. De identifiserer tre overordnede stressorer: invasive arter, privatutvikling av ubeskyttede land og et oppvarmende klima. Deres avsluttende anbefalinger vil forme diskusjonen om det tjueførste århundre om hvordan man skal møte disse utfordringene, ikke bare i amerikanske parker, men for bevaringsområder over hele verden. Sterkt lesbar og fullt illustrert.

For mer info eller å bestille "Yellowstone's Wildlife in Transition" på Amazon.

The Energy Glut: Klimaendring og Fatness Politikk

The Energy Glut: Klimaendring og Fatness Politikkav Ian Roberts. Ekspert forteller historien om energi i samfunnet, og plasserer «fatness» ved siden av klimaendringer som manifestasjoner av den samme grunnleggende planetariske ulempen. Denne spennende boken hevder at puls av fossilt brenselergi ikke bare startet katastrofale klimaendringer, men drev også den gjennomsnittlige menneskelige vektfordelingen oppover. Det tilbyr og vurderer for leseren et sett med personlige og politiske de-karboniserende strategier.

For mer info eller å bestille "The Energy Glut" på Amazon.

Siste stand: Ted Turner's Quest for å redde en urolig planet

Siste stand: Ted Turner's Quest for å redde en urolig planetav Todd Wilkinson og Ted Turner. Entreprenør og media mogul Ted Turner kaller global oppvarming den mest alvorlige trusselen mot menneskeheten, og sier at fremtidens tycoons vil bli myntet i utviklingen av grønn, alternativ fornybar energi. Gjennom Ted Turners øyne ser vi på en annen måte å tenke på miljøet, våre forpliktelser til å hjelpe andre i nød, og de store utfordringene som truer sivilisasjonens overlevelse.

For mer info eller å bestille "Last Stand: Ted Turner's Quest ..." på Amazon.


følg InnerSelf på

facebook icontwitter ikonetyoutube-ikonetinstagram ikonpintrest-ikonetrss ikon

 Få den siste via e-post

Ukentlig magasin Daglig Inspirasjon

TILGJENGELIGE SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LES

mindfulness og dans mental helse 4 27
Hvordan Mindfulness og dans kan forbedre mental helse
by Adrianna Mendrek, Bishop's University
I flere tiår ble den somatosensoriske cortex ansett for å bare være ansvarlig for å behandle sensoriske ...
lader ute av stand 9 19
Ny USB-C-laderregel viser hvordan EU-regulatorer tar avgjørelser for verden
by Renaud Foucart, Lancaster University
Har du noen gang lånt en venns lader bare for å finne ut at den ikke er kompatibel med telefonen din? Eller…
sosialt stress og aldring 6 17
Hvordan sosialt stress kan fremskynde aldring av immunsystemet
by Eric Klopack, University of South California
Når folk blir eldre, begynner immunforsvaret deres naturlig å avta. Denne aldring av immunsystemet,...
mat sunnere når den tilberedes 6 19
9 grønnsaker som er sunnere når de tilberedes
by Laura Brown, Teesside University
Ikke all mat er mer næringsrik når den spises rå. Noen grønnsaker er faktisk mer...
interretten faste 6 17
Er intermitterende faste egentlig bra for vekttap?
by David Clayton, Nottingham Trent University
Hvis du er noen som har tenkt på å gå ned i vekt eller har ønsket å bli sunnere de siste par...
Mann. kvinne og barn på stranden
Er dette dagen? Omslag på farsdag
by Vil Wilkinson
Det er farsdag. Hva er den symbolske betydningen? Kan det skje noe livsendrende i din...
problemer med å betale regninger og psykisk helse 6 19
Problemer med å betale regninger kan ta store belastninger på fedres mentale helse
by Joyce Y. Lee, Ohio State University
Tidligere fattigdomsforskning har hovedsakelig blitt utført med mødre, med et overveiende fokus på lav...
helseeffekter av bpa 6 19
Hvilke tiår med forskning dokumenterer helseeffektene av BPA
by Tracey Woodruff, University of California, San Francisco
Uansett om du har hørt om det kjemiske stoffet bisfenol A, bedre kjent som BPA, viser studier at...

Nye holdninger - Nye muligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasjoner. Alle rettigheter reservert.