Den nära framtidens kraftverk är hybrider

sol är framtidens kraftverk 4 25
 Genom att para ihop solenergi och batterilagring kan hybrider fortsätta att ge el efter mörkrets inbrott. Petmal via Getty Images

Amerikas elkraftsystem genomgår radikal förändring när det övergår från fossila bränslen till förnybar energi. Medan det första decenniet av 2000-talet såg en enorm tillväxt av naturgasproduktion, och 2010-talet var decenniet av vind och sol, tyder tidiga tecken på att innovationen på 2020-talet kan vara en boom i "hybrid" kraftverk.

Ett typiskt hybridkraftverk kombinerar elproduktion med batterilagring på samma plats. Det betyder ofta en sol- eller vindkraftpark tillsammans med storskaliga batterier. Tillsammans kan solpaneler och batterilagring generera förnybar energi när solenergin är på topp under dagen och sedan släppa den vid behov efter att solen gått ner.

En titt på kraft- och lagringsprojekten i utvecklingspipelinen ger en glimt av hybridkraftens framtid.

Vårt team vid Lawrence Berkeley National Laboratory fann att en häpnadsväckande 1,400 gigawattar av föreslagna produktions- och lagringsprojekt har ansökt om att ansluta till nätet – mer än alla befintliga amerikanska kraftverk tillsammans. Majoriteten är nu solenergiprojekt, och över en tredjedel av dessa projekt involverar hybridsolar plus lagringsanläggningar.

Även om dessa framtida kraftverk erbjuder många fördelar, har de också ställa frågor om hur elnätet bäst ska drivas.

Varför hybrider är heta

När vind och sol växer börjar de få stora effekter på nätet.

Solenergi redan överstiger 25% av årlig elproduktion i Kalifornien och sprider sig snabbt i andra stater som Texas, Florida och Georgia. "Vindbältet" stater, från Dakotas till Texas, har sett massiv utbyggnad av vindkraftverk, där Iowa nu får en majoritet av sin kraft från vinden.

Denna höga andel förnybar kraft väcker frågan: Hur integrerar vi förnybara källor som producerar stora men varierande mängder kraft under dagen?

sol är framtidens kraftverk2 4 25
Joshua Rhodes/University of Texas i Austin.

Det är där lagring kommer in. Priserna på litiumjonbatterier har snabbt fallit eftersom produktionen har skalat upp för elfordonsmarknaden de senaste åren. Även om det finns oro för framtiden utmaningar i försörjningskedjan, batteridesign kommer sannolikt också att utvecklas.


 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

Kombinationen av solenergi och batterier gör det möjligt för hybridanläggningsoperatörer att tillhandahålla ström genom de mest värdefulla timmarna när efterfrågan är som störst, som sommareftermiddagar och kvällar när luftkonditioneringen är igång. Batterier hjälper också till att jämna ut produktionen från vind- och solkraft, lagra överskottskraft som annars skulle begränsas och minska trängseln på nätet.

Hybrider dominerar projektets pipeline

I slutet av 2020 fanns det 73 sol- och 16 vindhybridprojekt i drift i USA, vilket uppgick till 2.5 gigawatts produktion och 0.45 gigawatts lagring.

Idag dominerar solenergi och hybrider utvecklingspipelinen. I slutet av 2021, mer än 675 gigawatt föreslagen solel anläggningar hade ansökt om godkännande av nätanslutningen, med över en tredjedel av dem kopplade till lager. Ytterligare 247 gigawatt vindkraftsparker var i linje, med 19 gigawatt, eller cirka 8% av dem, som hybrider.

sol är framtidens kraftverk3 4 25
 Mängden föreslagen sol-, lagrings- och vindkraft som väntar på att ansluta till nätet har växt dramatiskt under de senaste åren, samtidigt som kol, gas och kärnkraft har bleknat. Lawrence Berkeley National Laboratory

Att ansöka om anslutning är förstås bara ett steg i att utveckla ett kraftverk. En byggherre behöver även mark- och samfällighetsavtal, köpekontrakt, finansiering och tillstånd. Endast ungefär en av fyra nya anläggningar som föreslagits mellan 2010 och 2016 tog sig i kommersiell drift. Men djupet av intresse för hybridväxter ger en stark tillväxt.

På marknader som Kalifornien är batterier i princip obligatoriska för nya solcellsutvecklare. Eftersom sol ofta står för majoritet av makten på dagmarknaden ger det lite mervärde att bygga mer. För närvarande kommer 95 % av all föreslagen storskalig solenergikapacitet i kön i Kalifornien med batterier.

5 lektioner om hybrider och frågor för framtiden

Möjligheten till tillväxt inom förnybara hybrider är helt klart stor, men det väcker vissa frågor som vår grupp vid Berkeley Lab har undersökt.

Här är några av våra topp fynd:

  • Satsningen lönar sig i många regioner. Vi fann att samtidigt som att lägga till batterier till ett solkraftverk ökar priset, ökar det också värdet på kraften. Att placera produktion och lagring på samma plats kan fånga fördelar från skattelättnader, byggkostnadsbesparingar och operativ flexibilitet. Om man tittar på intäktspotentialen under de senaste åren, och med hjälp av federala skattelättnader, verkar mervärdet motivera det högre priset.

  • Samlokalisering innebär också avvägningar. Vind och sol presterar bäst där vind- och solresurserna är starkast, men batterier ger mest värde där de kan ge de största fördelarna med nätet, som att lindra trängsel. Det betyder att det finns avvägningar när man bestämmer den bästa platsen med det högsta värdet. Federala skattelättnader som bara kan erhållas när batterier är samlokaliserade med solenergi kan i vissa fall uppmuntra suboptimala beslut

  • Det finns ingen bästa kombination. Värdet på en hybridanläggning bestäms delvis av utrustningens konfiguration. Till exempel kan storleken på batteriet i förhållande till en solgenerator avgöra hur sent på kvällen anläggningen kan leverera ström. Men värdet av nattkraft beror på lokala marknadsförhållanden, som förändras under året.

  • Kraftmarknadsreglerna måste utvecklas. Hybrider kan delta på kraftmarknaden som en enda enhet eller som separata enheter, med solenergi och lagringsbud oberoende. Hybrider kan också vara antingen säljare eller köpare av kraft, eller båda. Det kan bli komplicerat. Reglerna för marknadsdeltagande för hybrider utvecklas fortfarande, vilket gör att anläggningsoperatörerna får experimentera med hur de säljer sina tjänster.

  • Små hybrider skapar nya möjligheter: Hybridkraftverk kan också vara små, som solenergi och batterier i ett hem eller företag. Sådan hybrider har blivit standard på Hawaii eftersom solenergi mättar nätet. I Kalifornien lägger kunder som är föremål för strömavstängningar för att förhindra skogsbränder alltmer lagring till sina solsystem. Dessa "bakom-mätaren" hybrider väcka frågor om hur de ska värderas och hur de kan bidra till nätdriften.

Hybrider har bara börjat, men mycket fler är på väg. Mer forskning behövs om teknologier, marknadsdesigner och regleringar för att säkerställa att nät- och nätprissättningen utvecklas med dem.

Även om frågor kvarstår, är det tydligt att hybrider omdefinierar kraftverk. Och de kan göra om det amerikanska kraftsystemet i processen.Avlyssningen

Om Författarna

Joachim Seel, Senior Scientific Engineering Associate, Lawrence Berkeley National Laboratory; Bentham Paulos, Dotterbolag, elmarknader och policygrupp, Lawrence Berkeley National Laboratoryoch Will Gorman, doktorandforskare i elmarknader och politik, Lawrence Berkeley National Laboratory

Denna artikel publiceras från Avlyssningen under en Creative Commons licens. Läs ursprungliga artikeln.


Rekommenderade böcker:

Yellowstone Wildlife i övergången

Yellowstone Wildlife i övergångenÖver trettio experter upptäcker oroande tecken på ett system under belastning. De identifierar tre överordnade stressorer: invasiva arter, utveckling av privata sektorer av oskyddade länder och ett uppvärmningsklimat. Deras slutgiltiga rekommendationer kommer att forma diskussionen om tjugoförsta århundradet om hur man ska hantera dessa utmaningar, inte bara i amerikanska parker utan för bevarandeområden världen över. Mycket läsbar och fullt illustrerad.

För mer info eller för att beställa "Yellowstone's Wildlife in Transition" på Amazon.

Energy Glut: Klimatförändring och Fatness Politics

Energy Glut: Klimatförändring och Fatness Politicsav Ian Roberts. Expert berättar historien om energi i samhället och placerar "fatness" bredvid klimatförändringen som manifestationer av samma grundläggande planetmalaise. Den här spännande boken hävdar att puls av fossilbränsle energi inte bara startade processen med katastrofala klimatförändringar, utan också drivit den genomsnittliga mänskliga viktfördelningen uppåt. Det erbjuder och utvärderar läsaren en uppsättning personliga och politiska avkoliseringsstrategier.

För mer info eller att beställa "The Energy Glut" på Amazon.

Sista stället: Ted Turner's Quest för att rädda en orolig planet

Sista stället: Ted Turner's Quest för att rädda en orolig planetav Todd Wilkinson och Ted Turner. Entreprenör och media mogul Ted Turner kallar global uppvärmning det mest allvarliga hotet mot mänskligheten och säger att framtids tycoons kommer att präglas av utvecklingen av grön, alternativ förnybar energi. Genom Ted Turners ögon betraktar vi ett annat sätt att tänka på miljön, våra skyldigheter att hjälpa andra i nöd och de gravutmaningar som hotar civilisationens överlevnad.

För mer info eller för att beställa "Last Stand: Ted Turner Quest ..." på Amazon.


Du kanske också gillar

följ InnerSelf på

Facebookikon ikon~~POS=HEADCOMPtwitter iconyoutube iconinstagram ikonpintrest ikonrss-ikonen

 Få det senaste via e-post

Veckotidningen Daglig Inspiration

TILLGÄNGLIGA SPRÅK

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeeliwhihuiditjakomsnofaplptroruesswsvthtrukurvi

MEST LÄS

varför värmepumpar 6 12
Varför värmepumpar och solpaneler är viktiga för det nationella försvaret
by Daniel Cohan, Rice University
Solpaneler, värmepumpar och vätgas är alla byggstenar i en ren energiekonomi. Men är…
social stress och åldrande 6 17
Hur social stress kan påskynda immunsystemets åldrande
by Eric Klopack, University of Southern California
När människor åldras börjar deras immunförsvar naturligt sjunka. Detta åldrande av immunsystemet,...
mat hälsosammare när den tillagas 6 19
9 grönsaker som är nyttigare när de tillagas
by Laura Brown, Teesside University
All mat är inte mer näringsrik när den äts rå. Vissa grönsaker är faktiskt mer...
laddare oförmåga 9 19
Ny USB-C-laddarregel visar hur EU:s tillsynsmyndigheter fattar beslut för världen
by Renaud Foucart, Lancaster University
Har du någonsin lånat en väns laddare bara för att upptäcka att den inte är kompatibel med din telefon? Eller…
intermetten fasta 6 17
Är intermittent fasta verkligen bra för viktminskning?
by David Clayton, Nottingham Trent University
Om du är någon som har funderat på att gå ner i vikt eller har velat bli friskare under de senaste...
kommunicera med djur 6 12
Hur man kommunicerar med djur
by Marta Williams
Djur försöker alltid komma igenom till oss. De skickar ständigt intuitiva meddelanden till oss...
man. kvinna och barn på stranden
Är det här dagen? Fars dag vändning
by Kommer Wilkinson
Det är fars dag. Vad är den symboliska innebörden? Kan något livsförändrande hända i din...
problem med att betala räkningar och psykisk hälsa 6 19
Problem med att betala räkningar kan ta hårt på fäders mentala hälsa
by Joyce Y. Lee, Ohio State University
Tidigare fattigdomsforskning har i första hand utförts med mödrar, med ett övervägande fokus på låg...

Nya Attityder - Nya Möjligheter

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | InnerSelf Market
Copyright © 1985 - 2021 Innerself Publikationer. All Rights Reserved.