Forsyningsselskaber begynder at investere i store batterier i stedet for at bygge nye kraftværker

På grund af deres faldende omkostninger, lithium-ion-batterier dominerer nu en række applikationer, herunder elektriske køretøjer, computere og forbrugerelektronik.

Du tænker måske kun på energilagring, når din bærbare computer eller mobiltelefon løber tør for juice, men forsyningsselskaber kan tilslutte større versioner til elnettet. Og takket være hurtigt faldende lithium-ion batteripriser, bruge energilagring til at strække elproduktionskapaciteten.

Baseret på vores forskning i energilagringsomkostninger og ydeevne i North Carolina, og vores analyse af den potentielle rolle, energilagring kan spille inden for de kommende år, vi mener, at forsyningsselskaber bør forberede sig på fremkomsten af ​​billige netbatterier og udvikle fleksible, langsigtede planer, der vil spare forbrugerne penge.

Spidsbehovet er dyrt

Mængden af ​​elforbrugere varierer alt efter tidspunkt på dagen og mellem hverdage og weekender. såvel som sæsonmæssigt og årligt, når alle går i gang med deres forretning.

Disse variationer kan være enorme.

For eksempel, de tidspunkter, hvor forbrugerne bruger mest elektricitet i mange regioner, er næsten det dobbelte af den gennemsnitlige mængde strøm, de typisk bruger. Forsyningsselskaber imødekommer ofte spidsbelastning ved at bygge kraftværker, der kører på naturgas, på grund af deres lavere byggeomkostninger og evne til at fungere, når de er nødvendige.

Imidlertid, det er dyrt og ineffektivt at bygge disse kraftværker bare for at imødekomme efterspørgslen i disse myldretider. Det er som at købe en stor varevogn, som du kun vil bruge de tre dage om året, hvor din bror og hans tre børn kommer på besøg.

Nettet kræver strømforsyning lige når det er nødvendigt, og brugen varierer betydeligt i løbet af dagen. Når nettilsluttede batterier hjælper med at levere nok elektricitet til at imødekomme efterspørgslen, forsyningsselskaber behøver ikke at bygge så mange kraftværker og transmissionsledninger.

I betragtning af hvor længe denne infrastruktur holder, og hvor hurtigt batteriomkostningerne falder, forsyningsselskaber står nu over for nye langsigtede planlægningsudfordringer.

Billigere batterier

Omkring halvdelen af ​​den nye generationskapacitet bygget i USA årligt siden 2014 er kommet fra solenergi, vind eller andre vedvarende kilder. Naturgasanlæg udgør det meste af resten, men i fremtiden, at industrien muligvis skal konkurrere med energilagring om markedsandele.

I praksis, vi kan se, hvordan tempoet i byggeriet af naturgasfyrede kraftværker kan falde ned som reaktion på dette nye alternativ.

Indtil nu, forsyningsselskaber har kun installeret, hvad der svarer til et eller to traditionelle kraftværker i lithium-ion batteriprojekter i netskala, alle siden 2015. Men på tværs af Californien, Texas, Midtvesten og New England, disse enheder gavner det overordnede net ved at forbedre driften og bygge bro mellem huller, når forbrugerne har brug for mere strøm end normalt.

Baseret på vores egen erfaring med at spore omkostningerne til lithium-ion-batterier, vi ser potentialet for, at disse batterier kan anvendes i langt større skala og forstyrre energiforretningen.

Da vi fik cirka et år til at udføre en undersøgelse af fordelene og omkostningerne ved energilagring i North Carolina, Det var en kamp at holde trit med de teknologiske fremskridt og øge overkommeligheden.

De forventede batteriomkostninger ændrede sig så markant fra begyndelsen til slutningen af ​​vores projekt, at vi kom til at skynde os til sidst for at opdatere vores analyse.

Når forsyningsselskaber nemt kan drage fordel af disse enorme batterier, de vil ikke have brug for så meget ny elproduktionskapacitet for at imødekomme spidsbelastningen.

Brugsplanlægning

Allerede før batterier kunne bruges til storskala energilagring, det var svært for forsyningsselskaber at lave langsigtede planer på grund af usikkerhed om, hvad de kunne forvente i fremtiden.

For eksempel, de fleste energieksperter forudså ikke det dramatiske fald i naturgaspriserne på grund af spredningen af ​​hydraulisk frakturering, eller fracking, startende for omkring et årti siden – eller incitamentet til, at det ville give forsyningsselskaber til at udfase kulfyrede kraftværker.

I de seneste år, omkostningerne til solenergi og vindkraft er faldet langt hurtigere end forventet, også at fortrænge kul – og i nogle tilfælde naturgas – som energikilde til elproduktion.

Noget, vi lærte under vores opbevaringsstudie, er illustrativt.

Vi fandt ud af, at lithium-ion-batterier til 2019-priser var en smule for dyre i North Carolina til at konkurrere med naturgas peak-anlæg - de naturgasanlæg, der lejlighedsvis bruges, når efterspørgslen efter elektricitet stiger. Imidlertid, da vi modellerede de forventede batteripriser for 2030, energilagring viste sig at være den mere omkostningseffektive løsning.

Føderale, staten og endda nogle lokale politikker er et andet wild card. For eksempel, Demokratiske lovgivere har skitseret Green New Deal, en ambitiøs plan, der hurtigt kunne håndtere klimaændringer og indkomstulighed på samme tid.

Og uanset hvad der sker i Kongressen, de stadig hyppigere anfald af ekstremt vejr, der rammer USA, er også dyre for forsyningsselskaber. Tørke reducerer vandkraftproduktionen, og hedebølger får elforbruget til at stige.

Fremtiden

Flere forsyningsselskaber investerer allerede i energilagring.

Californiens forsyningsselskab Pacific Gas &Electric, for eksempel, fik tilladelse fra tilsynsmyndigheder til at bygge et massivt 567,5 megawatt energilagringsbatterisystem nær San Francisco, selvom forsyningsvirksomhedens konkurs kunne komplicere projektet.

Hawaiian Electric Company søger godkendelse til projekter, der vil etablere flere hundrede megawatt energilagring på tværs af øerne. Og Arizona Public Service og Puerto Rico Electric Power Authority undersøger også opbevaringsmuligheder.

Vi tror på, at disse og andre beslutninger vil give genlyd i de kommende årtier. Hvis forsyningsselskaberne fejlberegner og bruger milliarder på kraftværker, viser det sig, at de ikke behøver i stedet for at investere i energilagring, deres kunder kunne betale mere, end de burde for at beholde lysene gennem midten af ​​dette århundrede.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.