Hvordan vandkraft kan hjælpe med at få mere vind og sol på nettet

En hvidbog fra Det Internationale Energiagentur beskriver, hvordan vandkraft kan hjælpe med at lette den globale tilføjelse af vind og sol til ressourceblandingen på elnet. Argonnes Audun Botterud tilbød sin ekspertise som medforfatter.

Da verden tilføjer vindmøller og solpaneler til at generere mere ren energi, elektriske netoperatører leder efter måder at udjævne variationen, der følger med vedvarende energi. Midt i denne søgen efter øget fleksibilitet, Det Internationale Energiagentur (IEA) har udsendt en påmindelse, af slags:Glem ikke vandkraft.

En af de største kilder til vedvarende elektricitet i dag, vandkraft kan hjælpe med at afbalancere fluktuerende produktion fra vind- og solparker. For at forklare dette potentiale, IEA offentliggjorde for nylig den første i en række hvidbøger om værdiansættelse af vandkrafttjenester, skitserer deres potentielle rolle i et energisystem i udvikling. Papiret samler et internationalt team af ekspertbidragsydere, herunder Audun Botterud, en energisystemingeniør ved US Department of Energy's (DOE) Argonne National Laboratory.

"I forsøget på bedre at forstå disse udviklende elsystemer og markeder, vi ser på, hvad der kan spille en rolle i overgangen til en renere elforsyning, " han sagde.

At få mest muligt ud af vind- og solenergi kan være en udfordring for netoperatører, da de skal tage højde for, når solen ikke skinner, og vinden er lav. Denne fleksibilitet spænder fra millisekunder til år.

"Det kan være svært at forudsige, hvor meget du vil få ud af disse ressourcer på et givet tidspunkt, sagde Botterud, som har analyseret integrationen af ​​vedvarende energi i elsystemer og elmarkeder i løbet af de sidste 15 år. "Det giver anledning til behovet for fleksible ressourcer, der kan kompensere."

Vandkraftanlæg lagrer energi i form af vand, der opbevares i et reservoir og derefter frigives til centrifugering. Fordi den rummer store mængder let kontrolleret energi, vandkraft er et godt supplement til variabel vedvarende energi, Sagde Botterud.

De forskellige landes aktuelle behov for denne form for fleksibilitet varierer. I Brasilien, Indien og Kina, for eksempel, hvor vind og sol endnu ikke har stor indflydelse på det overordnede net, vandkraft kan hjælpe med at afbalancere kortsigtede variationer i elsystemet. Behovet er mere akut i Danmark, Irland og Syd Australien, hvor langsigtet fleksibilitet også er nødvendig, da energisystemet i stigende grad afhænger af vejrvariation. I disse scenarier, vandkraft kan være særligt værdifuld.

"Dæmninger kan lagre energi på sæsonbasis, "Botterud sagde." Sammenlign det med batterier, som kun kan lagre energi i timevis. Du har brug for begge typer lagring i systemet. "

Nogle steder skal der bygges yderligere vandkraftkapacitet i de kommende år for at få denne form for forudsigelig, robust ren energikapacitet. Andre steder, eksisterende vandkraftressourcer kan have brug for opgraderet udstyr, øget vedligeholdelse, mere intensiv overvågning, og yderligere transmissionskapacitet til at bære strøm, hvor det er nødvendigt. Strømmarkederne skal ændre sig, også.

"Markeder i de fleste regioner er designet omkring en traditionel ressourceblanding baseret på fossil brændstofproduktion, "Sagde Botterud." Til en vis grad, vi bliver nødt til at genoverveje, hvordan ressourcer værdiansættes i elsystemet. Fleksibilitet er nu i større efterspørgsel, så vi bør sørge for, at fleksible ressourcer som vandkraft bliver kompenseret i overensstemmelse hermed. "

Botterud er en af ​​flere forskere på Argonne, Lawrence Berkeley National Laboratory og andre institutioner, der arbejder på at analysere og forbedre integrationen af ​​vedvarende energi på elektriske net. Senere i 2020 kommer endnu en hvidbog fra IEA om vandkraft med fokus på elmarkedsspørgsmål relateret til vandkraft og fleksibilitet.

En række forskellige teknologier kan skabe større fleksibilitet i elnet, når variabel vedvarende energi vokser i de kommende årtier, Sagde Botterud. "Batterier får stor opmærksomhed, og det er naturgas også. Vandkraft bør ikke udelades, fordi det allerede er en stor ressource - og en fleksibel. "