Preuzeto sa sajta Pacific Northwest National Laboratory
LDES sistemi su velike instalacije za skladištenje energije koje mogu čuvati obnovljivu energiju do trenutka kada je potrebna, te mogu pružiti neophodno rešenje za pouzdanu i dekarbonizovanu mrežu. Međutim, planiranje ovog tipa skladištenja energije treba započeti odmah, poručuju naučnici laboratorije Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).
„Definisanje dugotrajnog skladištenja energije” je izveštaj višeg analitičara energetike Džeremija Tvičela i savetnika za vodnu energiju, Kajla DeSombera. Izveštaj se bavi istraživanjem toga kako će rast proizvodnje obnovljive energije zahtevati od LDES-a da popuni jaz između varijabilne proizvodnje energije i potreba potrošača. Takođe, izveštaj govori o preprekama u postojećim procesima planiranja i nabavci energije, a koje sprečavaju planere da prepoznaju te potrebe.
„Ovo nije nešto iz čega ćemo moći da se izvučemo kao što smo to činili u prošlosti”, rekao je Tvičel i dodao: „Energetska efikasnost, odgovor na potražnju i prekomerne izgradnje kapaciteta proizvodnje energije će sve biti deo rešenja”.
Izveštaj, objavljen u časopisu Journal of Energy Storage, analizira to kako se menja količina varijabilne energije dostupne za mrežu- poput vetra i solara, te definiše nove termine za dugoročno skladištenje energije i koristi ilustrativni primer potreba za električnom energijom u Kaliforniji kako bi prikazao buduće potencijalne probleme.
Zbog čega je ovo bitno?
Pored neobavezujućeg federalnog cilja koji govori da će sva električna proizvodnja poticati iz čistih izvora energije do 2035. godine, mnoge savezne države su usvojile obavezujuće ili neobavezujuće politike dekarbonizacije – što znači temeljnu promenu u načinu proizvodnje energije. Na primer, 16 saveznih država i teritorija ima obavezujuće zahteve za 100% čistu ili nultičinsku energiju (12 saveznih država za 100% čistu energiju, četiri savezne države za nultičinsku energiju), dok šest saveznih država ima neobavezujuće ciljeve za 100% čistu ili nultičinsku energiju (tri savezne države za 100% čistu energiju i tri savezne države za nultičinsku energiju).
Zbog čega nam je potrebno dugotrajno skladištenje energije?
Promenljivi izvori energije sve više postaju centralna komponenta načina na koji planeri mreže zadovoljavaju potražnju potrošača. Međutim, promenljiva energija je upravo to – promenljiva. Da bi proizvela energiju, vetar mora da duva ili sunce mora da sija. To predstavlja ogroman izazov za operatere mreže koji moraju u realnom vremenu zadovoljiti potražnju potrošača.
Dugotrajno skladištenje energije (LDES) omogućava električnoj energiji da ima „rok trajanja”, što operaterima mreže omogućava da je koriste efikasnije i na duže staze, uzimajući u obzir promenjive potrebe potrošača, klimu, ekstremne vremenske uslove i sezonske promene.
Sisteme skladištenja energije možete zamisliti kao bateriju u mobilnom telefonu koja zadržava punjenje samo određeno vreme, uprkos postojanju malih stvari koje mogu produžiti vek baterije. Ako vaš telefon nije ponovno napunjen, isprazniće se. Isto važi i za dugotrajno skladištenje energije.
Trenutno, LDES je predviđen da funkcioniše u vremenskom opsegu od 10 do 100 sati. Tvičel i DeSomber predlažu da industrija usvoji dve klase LDES-a: jedna klasa, dnevna, koja traje do 20 sati kako bi uskladila dnevne cikluse viška i deficita u proizvodnji, te druga klasa, sezonska, koja usklađuje sezonske periode viška proizvodnje električne energije s periodima nedovoljne proizvodnje tokom sezone. Razmišljanjem o dugotrajnoj energiji na dva različita načina, uslužne kompanije i planeri mreže mogu analizirati istorijske podatke o opterećenju i bolje odrediti trajanje „prelazne” energije koja će biti potrebna.
Kako izgleda budućnost?
Obavezujući ciljevi koji se tiču čistih energetskih izvora postavljeni su u Vašingtonu i 28 saveznih država. Ciljevi će zahtevati da oko 34% električne energije potrošene u Sjedinjenim Američkim Državama do 2050. godine potiče iz izvora koji ne emituju ugljenik, na osnovu učešća tih saveznih država u potrošnji električne energije u 2020. godini. To znači da će do 2050. godine količina energetskih izvora koji ne emituju ugljenik na mreži morati da se poveća za skoro 50%.
Uključivanje svih tih promenljivih izvora proizvodnje električne energije uz održavanje stabilnog snabdevanja strujom, biće značajan poduhvat.
„Veći deo istraživanja koje je sprovedeno u ovoj oblasti zaključuje da dugotrajno skladištenje energije može smanjiti troškove rada potpuno dekarbonizovane električne mreže”, rekao je Tvičel i dodao: „Ovi rezultati su važni, ali naš rad ide korak dalje, objašnjavajući da je dugotrajno skladištenje energije neophodnost, a ne luksuz. Ovo nije ekonomski paradigma, već paradigma pouzdanosti.”
I drugi u energetskoj industriji se bore sa ovim izazovom. Jedna od njih je Džulija Soder, izvršna direktorka odbora Dugotrajnog skladištenja struje (Long Duration Energy Storage), globalne neprofitne organizacije koja radi na ubrzanju dekarbonizacije sveta kroz ubrzanje dugotrajnog skladištenja energije.
„Dugotrajno skladištenje energije je neophodno da bismo efikasno smanjili rizik po čistu energiju u budućnosti, a PNNL ponavlja ključnu činjenicu – da je tranzicija na čistu energiju nemoguća bez toga”, rekla je Soder.
„Kako se tržište razvija, planeri mreže i operateri će imati koristi od istraživanja koje prikazuje kako dugotrajno skladištenje energije pruža fleksibilno, otporno, sigurno i pristupačno rešenje za ispunjenje budućih potreba energetske mreže. Kako tražimo rešenja za skladištenje energije u višesatnim, višednevnim i sezonskim razmacima da bismo postigli čistu energiju koja traje 24/7, proces planiranja i nabavke mora biti mnogo inkluzivniji kako bi dugotrajno skladištenje energije moglo potpuno da se usvoji na tržištu.”
Vreme za akciju je: sad
Twitchell, DeSomber i Souder se slažu: vreme za delovanje je sada.
„Motivacija za ovaj rad i istraživanje je da se naglasi to da će dugotrajno skladištenje energije biti apsolutna neophodnost u dekarbonizovanoj mreži”, rekao je Tvičel.
„Ako želimo da nam dugotrajno skladištenje energije bude dostupno kada nam je potrebno, moramo početi slati jasne tržišne signale koji će podržati istraživanje i razvoj tehnologija dugotrajnog skladištenja energije. Ove tehnologije zahtevaju godine razvoja, ali naši procesi planiranja i nabavke energije rade na kratkim ciklusima (ciklusima koji traju manje od tri godine). Do trenutka kada naši procesi prepoznaju potrebu za dugotrajnim skladištenjem energije, neće biti dovoljno vremena za njihov razvoj i implementaciju”, zaključuje on.
