Versorgungsunternehmen investieren in große Batterien, anstatt neue Kraftwerke zu bauen

Aufgrund der sinkenden Kosten dominieren Lithium-Ionen-Batterien mittlerweile eine Reihe von Anwendungen, darunter Elektrofahrzeuge, Computer und Unterhaltungselektronik. 

Aufgrund ihrer sinkenden Kosten Lithium-Ionen-Batterien Heute dominieren eine Reihe von Anwendungen, darunter Elektrofahrzeuge, Computer und Unterhaltungselektronik.

Sie denken vielleicht nur an die Energiespeicherung, wenn Ihrem Laptop oder Handy der Saft ausgeht, aber Versorgungsunternehmen können größere Versionen an das Stromnetz anschließen. Und dank schnellem Rückgang Lithium-Ionen-Batteriepreiseunter Verwendung von Energiespeicher Stromerzeugungskapazität zu strecken.

Basierend auf unsere Forschung on Energiespeicherkosten und Leistung in North Carolina und unsere Analyse Wir sind der Meinung, dass die Energieversorger in den kommenden Jahren eine potenzielle Rolle spielen könnten. Wir sind der Meinung, dass sich die Energieversorger auf das Aufkommen billiger Netzbatterien vorbereiten und flexible langfristige Pläne entwickeln sollten, die den Verbrauchern Geld sparen.

Versorgungsunternehmen investieren in große Batterien, anstatt neue Kraftwerke zu bauen Die in den USA in 2019 in den USA online eingespeiste Stromkapazität für Stromerzeugung wird durch Erdgas-, Wind- und Solarkraft erzeugt, da Kohle-, Atom- und einige Gasanlagen geschlossen werden. US Energy Information Administration

Die Spitzennachfrage ist teuer

Die Menge der Stromverbraucher variiert je nach Tageszeit und zwischen Wochentagen und Wochenenden sowie saisonal und jährlich, da sich jeder um sein Geschäft kümmert.

Diese Variationen können sehr groß sein.

Zum Beispiel ist es die Zeit, in der Verbraucher in vielen Regionen den meisten Strom verbrauchen fast doppelt so viel wie der Durchschnitt Menge an Energie, die sie normalerweise verbrauchen. Energieversorger decken oftmals die Spitzennachfrage durch den Bau von mit Erdgas betriebenen Kraftwerken geringere Baukosten und die Fähigkeit zu arbeiten, wenn sie benötigt werden.

Der Bau dieser Kraftwerke ist jedoch teuer und ineffizient, um die Nachfrage in diesen Spitzenzeiten zu decken. Es ist wie beim Kauf eines großen Lieferwagens, den Sie nur an drei Tagen im Jahr nutzen können, wenn Ihr Bruder und seine drei Kinder zu Besuch kommen.

Das Netz benötigt Strom, wenn es benötigt wird, und die Nutzung variiert im Laufe des Tages erheblich. Wann netzgekoppelte Batterien Um die Nachfrage zu decken, müssen Energieversorger nicht so viele Kraftwerke und Übertragungsleitungen bauen.

Angesichts der Dauer dieser Infrastruktur und der raschen Senkung der Batteriekosten stehen Versorgungsunternehmen nun vor neuen langfristigen Planungsherausforderungen.

Versorgungsunternehmen investieren in große Batterien, anstatt neue Kraftwerke zu bauen Wie aus diesem Schnappschuss von 2017 hervorgeht, werden Netzkassetten von Küste zu Küste installiert. Quelle: US Energy Information Administration, US-Batteriespeicher-Markttrends, 2018.

Billigere Batterien

Ungefähr die Hälfte Die in den USA jährlich gebaute neue Erzeugungskapazität stammt seit 2014 aus Sonne, Wind oder anderem erneuerbare Ressourcen. Erdgasanlagen machen den Großteil des Restes aus, aber in der Zukunft muss diese Industrie möglicherweise mit den Energiespeichern konkurrieren Marktanteil.

In der Praxis können wir sehen, wie das Tempo von erdgasbefeuert Kraftwerksbau könnte sich verlangsamen In Beantwortung zu dieser neuen Alternative.

Bisher haben Hilfsprogramme nur die installiert Äquivalent eines oder zweier traditioneller Kraftwerke in Lithium-Ionen-Batterieprojekten im Rastermaßstab, alles seit 2015. Aber rüber Kalifornien, Texas, der Mittlere Westen und Neu-EnglandDiese Geräte profitieren vom gesamten Netz, indem sie den Betrieb verbessern und Lücken schließen, wenn die Verbraucher mehr Strom als üblich benötigen.

Basierend auf unseren eigenen Erfahrungen bei der Ermittlung der Kosten für Lithium-Ionen-Akkus sehen wir das Potenzial für einen weitaus größeren Einsatz dieser Akkus und stören das Energiegeschäft.

Als wir ungefähr ein Jahr Zeit hatten, um eine Studie über das Internet durchzuführen Nutzen und Kosten der Energiespeicherung in North CarolinaMit dem Tempo des technologischen Fortschritts Schritt zu halten und die Erschwinglichkeit zu erhöhen, war ein Kampf.

Die prognostizierten Batteriekosten haben sich vom Beginn bis zum Ende unseres Projekts so stark verändert, dass wir uns am Ende beeilten, unsere Analyse zu aktualisieren.

Wenn Versorgungsunternehmen diese riesigen Batterien problemlos nutzen können, benötigen sie nicht mehr so ​​viel Strom für die Stromerzeugung, um die Spitzenlast zu decken.

Nutzenplanung

Selbst bevor Batterien für die Energiespeicherung in großem Maßstab verwendet werden konnten, war es für Versorgungsunternehmen schwierig, langfristige Pläne zu machen, da unsicher war, was in der Zukunft erwartet wird.

Zum Beispiel haben die meisten Energieexperten den dramatischen Rückgang nicht erwartet Erdgaspreise aufgrund der Verbreitung von Hydraulic Fracturing oder Fracking, die vor etwa einem Jahrzehnt begann - oder aufgrund des Anreizes, dass es Hilfsmittel zur Verfügung stellen würde Kohlekraftwerke auslaufen lassen.

in den letzten Jahren, Solarenergie und Windkraft Die Kosten sind viel schneller gesunken als erwartet, und auch die Kohle - und in einigen Fällen Erdgas - als Quelle verdrängt Energie zur Stromerzeugung.

Etwas, das wir während unserer Lagerungsstudie gelernt haben, ist illustrativ.

Wir fanden, dass Lithium-Ionen-Batterien zu 2019-Preisen in North Carolina etwas zu teuer waren, um mit Erdgas konkurrieren zu können Peakpflanzen - die Erdgasanlagen, die gelegentlich verwendet werden, wenn der Strombedarf ansteigt. Als wir die prognostizierten 2030-Batteriepreise modellierten, erwies sich der Energiespeicher jedoch als mehr kostengünstige Option.

Bundesstaat und sogar einige lokale Richtlinien sind ein weiterer Platzhalter. Zum Beispiel haben demokratische Gesetzgeber das skizziert Green New Dealein ehrgeiziger Plan, der gleichzeitig den Klimawandel und die Einkommensungleichheit rasch angehen könnte.

Und egal was im Kongress passiert, das immer häufiger Anfälle von extremes Wetter Ein Schlag in die USA ist auch für Versorgungsunternehmen teuer. Dürren reduzieren die Wasserkraft Ausgabe und Hitzewellen sorgen für Stromspitzen.

Versorgungsunternehmen investieren in große Batterien, anstatt neue Kraftwerke zu bauen Das Scattergood-Kraftwerk in Los Angeles ist eines von drei Erdgaskraftwerken, die von 2029 stillgelegt werden sollen. AP Foto / Marcio Jose Sanchez

Die Zukunft

Mehrere Energieversorger investieren bereits in die Energiespeicherung.

Kalifornien Dienstprogramm Pacific Gas & ElectricB. von den Aufsichtsbehörden die Erlaubnis erhalten, ein massives 567.5-Megawatt-Energiespeicherbatteriesystem in der Nähe von San Francisco zu bauen, obwohl dies der Fall ist Konkurs des Versorgungsunternehmens könnte das Projekt komplizieren.

Hawaiian Electric Company bittet um Zustimmung für Projekte, die mehrere hundert Megawatt Energiespeicher auf den Inseln schaffen würden. Und Arizona Public Service und Puerto Rico Electric Power Authority suchen auch in Speicheroptionen.

Wir glauben, dass diese und andere Entscheidungen noch Jahrzehnte nachwirken werden. Wenn Versorgungsunternehmen sich falsch berechnen und Milliarden für Kraftwerke ausgeben, werden sie nicht mehr in Energiespeicher investieren müssen, sondern ihre Kunden könnten mehr zahlen, als sie sollten, um die Lichter in der Mitte dieses Jahrhunderts zu halten.Das Gespräch

Über den Autor

Jeremiah Johnson, außerordentlicher Professor für Umwelttechnik, North Carolina State University und Joseph F. DeCarolis, außerordentlicher Professor für Umweltingenieurwesen, North Carolina State University

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

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