Le utility stanno investendo in grandi batterie invece di costruire nuove centrali elettriche

A causa dei loro costi decrescenti, le batterie agli ioni di litio ora dominano una vasta gamma di applicazioni tra cui veicoli elettrici, computer ed elettronica di consumo. 

A causa della loro diminuzione dei costi, batterie agli ioni di litio ora dominano una gamma di applicazioni tra cui veicoli elettrici, computer e elettronica di consumo.

Potresti solo pensare all'energia immagazzinata quando il tuo laptop o il tuo cellulare sono a corto di succo, ma le utility possono inserire versioni più grandi nella rete elettrica. E grazie al rapido declino prezzi della batteria agli ioni di litio, utilizzando stoccaggio di energia per allungare la capacità di generazione di elettricità.

Sulla base la nostra ricerca on costi e prestazioni di immagazzinamento dell'energia in North Carolina, e la nostra analisi del potenziale ruolo che l'accumulo di energia potrebbe svolgere nei prossimi anni, riteniamo che le utility dovrebbero prepararsi all'avvento di batterie a basso costo e sviluppare piani flessibili a lungo termine che consentano di risparmiare denaro ai consumatori.

Le utility stanno investendo in grandi batterie invece di costruire nuove centrali elettriche Tutta la nuova capacità di elettricità su larga scala che sarà disponibile negli Stati Uniti su 2019 sarà generata da gas naturale, energia eolica e solare, come il carbone, il nucleare e alcuni impianti a gas chiusi. US Energy Information Administration

La domanda massima è costosa

La quantità di energia elettrica utilizzata dai consumatori varia in base all'ora del giorno e tra i giorni feriali e i fine settimana, nonché stagionalmente e annualmente, mentre ognuno si occupa della propria attività.

Quelle variazioni possono essere enormi.

Ad esempio, i tempi in cui i consumatori utilizzano la maggior parte dell'elettricità in molte regioni lo sono quasi il doppio della media quantità di energia che consumano in genere. Le utility spesso soddisfano la domanda di picco con la costruzione di centrali elettriche alimentate a gas naturale, a causa delle loro minori costi di costruzione e capacità di operare quando sono necessari.

Tuttavia, è costoso e inefficiente costruire queste centrali solo per soddisfare la domanda in quelle ore di punta. È come acquistare un furgoncino di grandi dimensioni che utilizzerai solo per i tre giorni all'anno in cui visitano tuo fratello e i suoi tre bambini.

La rete richiede energia fornita quando è necessaria e l'utilizzo varia considerevolmente nell'arco della giornata. quando batterie collegate alla rete contribuire a fornire abbastanza elettricità per soddisfare la domanda, le utility non devono costruire tante centrali elettriche e linee di trasmissione.

Considerata la durata di questa infrastruttura e la rapidità con cui i costi della batteria si stanno riducendo, le utility si trovano ora di fronte a nuove sfide di pianificazione a lungo termine.

Le utility stanno investendo in grandi batterie invece di costruire nuove centrali elettriche Le batterie a griglia vengono installate da costa a costa come indica questa istantanea di 2017. Fonte: US Energy Information Administration, US Battery Storage Market Trends, 2018.

Batterie più economiche

Circa metà della capacità di nuova generazione costruita negli Stati Uniti ogni anno da quando 2014 è venuto da solare, vento o altro risorse rinnovabili. Gli impianti di gas naturale costituiscono la maggior parte del resto, ma in futuro, per l'industria potrebbe essere necessario competere con lo stoccaggio di energia quota di mercato.

In pratica, possiamo vedere come il ritmo di gas naturale la costruzione di centrali elettriche potrebbe rallentare in risposta a questa nuova alternativa.

Finora, le utility hanno solo installato il equivalente di una o due centrali elettriche tradizionali in progetti di batterie agli ioni di litio su scala di griglia, tutto da quando 2015. Ma attraverso California, Texas, Midwest e New England, questi dispositivi stanno beneficiando della rete generale migliorando le operazioni e colmando le lacune quando i consumatori hanno bisogno di più energia del solito.

Basandoci sulla nostra esperienza di monitoraggio dei costi delle batterie agli ioni di litio, vediamo il potenziale per queste batterie di essere implementate su una scala molto più ampia e interrompere il business dell'energia.

Quando ci è stato dato circa un anno per condurre uno studio sul benefici e costi dello stoccaggio di energia nella Carolina del Nord, stare al passo con i progressi tecnologici e aumentare la convenienza era una lotta.

I costi previsti per la batteria sono cambiati in modo così significativo dall'inizio alla fine del nostro progetto che ci siamo ritrovati a correre alla fine per aggiornare la nostra analisi.

Una volta che le utility possono facilmente sfruttare queste enormi batterie, non avranno bisogno di tanta nuova capacità di generazione di energia per soddisfare la domanda massima.

Pianificazione dell'utilità

Ancor prima che le batterie potessero essere utilizzate per l'immagazzinamento di energia su larga scala, era difficile per le aziende elettriche realizzare piani a lungo termine a causa dell'incertezza su cosa aspettarsi in futuro.

Ad esempio, la maggior parte degli esperti di energia non ha previsto il drammatico declino prezzi del gas naturale a causa della diffusione della fratturazione idraulica, o del fracking, a partire da circa un decennio fa - o dell'incentivo che avrebbe fornito alle utility per eliminare gradualmente le centrali a carbone.

Negli ultimi anni, energia solare e energia eolica i costi sono scesi molto più rapidamente del previsto, sostituendo anche il carbone - e in alcuni casi il gas naturale - come fonte di energia energia per la produzione di energia elettrica.

Qualcosa che abbiamo imparato durante il nostro studio di archiviazione è illustrativo.

Abbiamo scoperto che le batterie agli ioni di litio ai prezzi 2019 erano un po 'troppo costose in North Carolina per competere con il gas naturale piante più alte - le piante di gas naturale utilizzate occasionalmente quando picchi di domanda di energia elettrica. Tuttavia, quando modellavamo i prezzi della batteria 2030, l'immagazzinamento dell'energia si è dimostrato essere il più opzione conveniente.

Stato federale e anche alcuni locali le politiche sono un'altra wild card. Ad esempio, i legislatori democratici hanno delineato il New Deal verde, un piano ambizioso che potrebbe affrontare contemporaneamente i cambiamenti climatici e le disparità di reddito.

E non importa cosa succede al Congresso, il sempre più frequenti attacchi di tempo estremo colpire gli Stati Uniti sono anche costosi per le utility. La siccità riduce l'energia idroelettrica uscita e ondate di calore fanno picco di consumo di energia elettrica.

Le utility stanno investendo in grandi batterie invece di costruire nuove centrali elettriche La centrale elettrica Scattergood di Los Angeles è una delle tre centrali a gas naturale che verranno chiuse da 2029. Foto AP / Marcio Jose Sanchez

Il futuro

Diverse utility stanno già investendo nello stoccaggio di energia.

Utilità della California Pacific Gas & Electric, ad esempio, ha ottenuto il permesso dai regolatori di costruire un enorme sistema di accumulo di energia 567.5 megawatt vicino a San Francisco, sebbene il fallimento dell'utilità potrebbe complicare il progetto.

Hawaiian Electric Company sta cercando l'approvazione per progetti che istituirebbero diverse centinaia di megawatt di accumulo di energia attraverso le isole. E Arizona Public Service e Autorità per l'energia elettrica di Porto Rico stanno esaminando anche le opzioni di archiviazione.

Crediamo che queste e altre decisioni si riverbereranno per i decenni a venire. Se i programmi di utilità calcolano male e spendono miliardi in centrali elettriche, si scopre che non avranno bisogno invece di investire nello stoccaggio di energia, i loro clienti potrebbero pagare più di quanto dovrebbero per mantenere le luci entro la metà di questo secolo.The Conversation

Circa l'autore

Jeremiah Johnson, professore associato di ingegneria ambientale, North Carolina State University e Joseph F. DeCarolis, professore associato di ingegneria ambientale, North Carolina State University

Questo articolo è ripubblicato da The Conversation sotto una licenza Creative Commons. Leggi il articolo originale.

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