ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण प्रणाली र के परिवर्तन भएको छ

ग्रिड अपरेटरहरूले वर्षौंदेखि भण्डारण समस्यामा पैसा फ्याँकिरहेका छन्, र परिणामहरू सबै ठाउँमा छन्। केही बजारहरूले स्थापनाहरू कसैले अनुमान गरेभन्दा छिटो बढिरहेको देख्छन्, जबकि अरूले स्पष्ट आवश्यकताहरूको बाबजुद अनुमति दिएर परियोजनाहरू प्राप्त गर्न सक्दैनन्।

पुस्ता र लोड बीचको बेमेल नयाँ होइन। सौर्यले रातमा केही उत्पादन गर्दैन, शान्त अवधिमा हावा मर्दछ, र कसैले वास्ता नगरी बत्तीहरू राख्नुपर्छ। ठूला स्तरको ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूले समाधानको रूपमा स्थान प्राप्त गरिरहन्छन्, तर तैनाती ढाँचाहरूले स्थानीय अवस्थाहरूमा निर्भर गर्दै अर्थशास्त्र र प्राविधिक आवश्यकताहरू बेग्लै रूपमा भिन्न हुने सुझाव दिन्छ।

किन ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरू प्रयोग गर्ने?

त्यहाँ एउटा जवाफ छैन। फ्रिक्वेन्सी नियमनलाई मिलिसेकेन्ड प्रतिक्रिया समय चाहिन्छ। उर्जा आर्बिट्रेजलाई घण्टाको अवधि चाहिन्छ। पीक शेभिङले ब्याकअप पावर भन्दा फरक साइकल बान्की माग्छ। ग्रिड अपरेटरहरूलाई धेरै आवश्यकताहरू ह्यान्डल गर्न सक्ने उपकरणहरू चाहिन्छ, र परम्परागत पावर प्लान्टहरूले यसलाई अन्तर्निहित विशेषताहरू मार्फत प्रदान गर्दछ जुन ब्याट्रीहरूले सफ्टवेयर र नियन्त्रणहरू मार्फत नक्कल गर्नुपर्दछ।

चीनले 2023 मा मात्रै 16 GW भन्दा बढी नयाँ ग्रिड{1}}स्केल भण्डारण स्थापना गर्‍यो। त्यो संख्या युरोप र उत्तरी अमेरिकाले संयुक्त रूपमा परिचालन गर्न व्यवस्थित गरेको बौना हो। यो अन्तरले उत्पादनका फाइदाहरू, आक्रामक नीति समर्थन, र ग्रिड जडानमा कम नियामक अवरोधहरू प्रतिबिम्बित गर्दछ। अन्य क्षेत्रहरूले त्यो खाडललाई बन्द गर्न सक्छन् कि छैनन् भन्ने प्रश्न उठेको छ कि ती फाइदाहरू कत्तिको जोडिएका छन्।

दक्षिण अष्ट्रेलियामा टेस्लाको Hornsdale पावर रिजर्भ 100 MW / 129 MWh क्षमतामा 2017 मा सञ्चालन भयो र https://arena.gov.au बाट अपरेटर रिपोर्टहरूको आधारमा लगभग तीन वर्ष भित्र आफैलाई चुक्ता गर्यो। तर त्यो परियोजनाले दक्षिण अष्ट्रेलियाको विशेष बजार अवस्थाहरूबाट लाभान्वित भएको छ जुन सबै ठाउँमा अवस्थित छैन - उच्च थोक मूल्य अस्थिरता, बुढ्यौली इन्टरकनेक्टरहरू, र फ्रिक्वेन्सी नियमन आवश्यकताहरू जुन अवधि भन्दा छिटो प्रतिक्रिया समयलाई मूल्यवान छ।

अवधि र घनत्व व्यापार-अफ

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूले तपाईंलाई 2-4 घण्टा मूल्याङ्कन शक्तिमा डिस्चार्ज दिन्छ। ऊर्जा घनत्व वर्तमान रसायन विज्ञान को लागी लगभग 250-340 Wh/kg बस्छ। ती विनिर्देशहरूले दैनिक साइकल चलाउने र फ्रिक्वेन्सी सेवाहरूको लागि राम्रो काम गर्दछ तर तपाईंलाई मौसमी भण्डारण वा बहु-दिन ब्याकअप क्षमता चाहिन्छ भने छोटो हुन्छ।

८५-९५% को राउन्ड-यात्रा दक्षता राम्रो लाग्दछ जबसम्म तपाइँले 15-20 वर्षको परियोजना जीवनकालमा गिरावटको लागि जिम्मेवार हुनुहुन्न। क्षमता फीड रैखिक छैन, सहायक लोडहरू उपलब्ध ऊर्जामा खान्छन्, र थर्मल व्यवस्थापनले पावर खपत गर्दछ जुन हेडलाइन दक्षता संख्याहरूमा देखा पर्दैन।

पम्प गरिएको हाइड्रो विश्वव्यापी भण्डारण क्षमताको ९०% भन्दा बढी छ र दशकौंसम्म रहनेछ। यी सुविधाहरू न्यूनतम ह्रासका साथ 50+ वर्षसम्म सञ्चालन हुन्छन्, जलाशयको आकारमा निर्भर गर्दै 6-20 घण्टाको लागि डिस्चार्ज गर्न सकिन्छ, र अनुमानित कार्यसम्पादन विशेषताहरू छन्। भूगोलले नयाँ साइटहरू विकास गर्न सक्ने ठाउँहरू सीमित गर्दछ, र वातावरणीय चिन्ताहरू उठ्दा अनुमति दिन वर्षौं लाग्छ।

लागत गतिशीलता सीधा छैन

ब्याट्री प्याकको मूल्यहरू 2010 मा लगभग $1,100/kWh बाट 2023 सम्ममा $140/kWh मा झरेको थियो https://bnef.com - मा ब्लुमबर्गको ट्र्याकिङका अनुसार जसले धेरै बजारहरूमा परियोजनाको अर्थशास्त्रलाई परिवर्तन गर्यो। तर भौतिक लागतहरूले तल्ला मूल्य निर्धारण गर्दछ जुन उत्पादन स्केलले मात्र पार गर्न सक्दैन।

लिथियमको मूल्य केही हदसम्म पछि हट्नु अघि २०२२ मा नाटकीय रूपमा बढ्यो। निकेल र कोबाल्ट आपूर्ति श्रृंखलाहरूले आफ्नै बाधाहरूको सामना गर्छन्। कच्चा पदार्थको उपलब्धता उत्पादन क्षमताको सट्टा बाध्यकारी बाधा बन्छ जब लागत ऐतिहासिक दरहरूमा घट्दै जान्छ भन्ने धारणा राख्दैन।

केही बजारहरूले अब सब्सिडी बिना शुद्ध अर्थशास्त्रमा ग्यास पीकर्ससँग प्रतिस्पर्धा गरेको देख्छन्। अरूलाई अझै पनि क्षमता भुक्तानी वा वित्तिय अन्तरहरू बन्द गर्न अन्य संयन्त्रहरू चाहिन्छ। यी नतिजाहरू बीचको फैलावट स्थानीय बिजुली मूल्यहरू, नवीकरणीय प्रवेश स्तर, प्रसारण अवरोधहरू, र सरल सूत्रहरूमा कम नहुने तरिकाहरूमा विद्यमान उत्पादन मिश्रणमा निर्भर गर्दछ।

ग्रिड कोडहरू 300 मेगावाट ब्याट्री स्थापनाहरूका लागि डिजाइन गरिएका थिएनन् जसले चार्जिङबाट डिस्चार्जमा स्विच गरेर सेकेन्डमा प्रणालीमा 600 मेगावाट स्विङ गर्न सक्छ। ट्रान्समिसन अपरेटरहरूले सुरक्षा योजना र सञ्चालन प्रक्रियाहरू पुन: लेख्नुपर्ने थियो। केही क्षेत्रहरू चाँडै अनुकूलित। अरूले बाधाहरू सिर्जना गरे जसले व्यावहारिक अर्थशास्त्रको बावजुद वर्षौंसम्म परियोजनाहरू ढिलाइ गर्यो।

सफ्टवेयरले मानिसहरूलाई बुझेको भन्दा बढी महत्त्वपूर्ण छ

कन्ट्रोल एल्गोरिदमहरूले उपयोगिता- मापन भण्डारण परियोजनाहरू बनाउँछ वा तोड्छ। चार्ज/डिस्चार्ज चक्रहरू अनुकूलन गर्ने, गिरावट व्यवस्थापन गर्ने, एकै साथ धेरै बजार सेवाहरूमा भाग लिने, ग्रिड अपरेटरहरूसँग समन्वय गर्ने - यी प्रणालीहरूको परिष्कारले परियोजनाहरूले वित्तीय अनुमानहरू पूरा गर्छन् कि गर्दैनन् भन्ने निर्धारण गर्दछ। धेरै प्रारम्भिक स्थापनाहरूले कमजोर प्रदर्शन गरे किनभने तिनीहरूले सामना गरेको जटिलताको लागि नियन्त्रण रणनीतिहरू पर्याप्त थिएनन्।

एउटै क्षमता धेरै पटक गणना गर्न वा एकै साथ धेरै बजारहरूमा भाग लिन निषेध गर्ने बजार नियमहरू नभेट्दासम्म राजस्व स्ट्याकिङ सीधा सुनिन्छ। धेरै सेवाहरू प्रदान गर्न शारीरिक रूपमा सक्षम प्रणाली अनुबंध वा नियामक रूपमा एक वा दुई मात्र मुद्रीकरणमा सीमित हुन सक्छ। यी बाधाहरू क्षेत्राधिकार र परिवर्तनहरू बीच नाटकीय रूपमा भिन्न हुन्छन् किनकि नियामकहरूले परम्परागत पुस्ता वा लोड कोटीहरूमा फिट नहुने भण्डारण स्रोतहरू कसरी ह्यान्डल गर्ने भनेर पत्ता लगाउँछन्।

वैकल्पिक प्रविधिहरूले कर्षणको लागि संघर्ष गरिरहन्छ

फ्लो ब्याट्रीहरू, कम्प्रेस्ड हावा भण्डारण, तरल वायु ऊर्जा भण्डारण - यी विकल्पहरू प्रति MWh कम लागतमा लामो अवधिको लागि समाधानको रूपमा निरन्तर छलफल गरिन्छ। डिप्लोयमेन्ट संख्या यद्यपि सानो रहन्छ।

हाइभ्यू पावरले 2022 मा UK मा 50 MW / 250 MWh तरल हावा सुविधा कमिसन गर्‍यो जुन https://highviewpower.com मा दस्तावेज गरिएको थियो, लिथियम-आयन र पम्प्ड हाइड्रोभन्दा परका केही व्यावसायिक-स्केल विकल्पहरू मध्ये एक प्रतिनिधित्व गर्दै। यसले फराकिलो ग्रहण गर्ने संकेत गर्छ वा एक विशिष्ट अनुप्रयोग रहन्छ कि लागत ट्राजेक्टोरीहरूमा निर्भर गर्दछ जुन अहिलेसम्म साकार भएको छैन।

त्यहाँ अवधि आवश्यकताहरूको बारेमा आधारभूत असहमति छ। ग्रिडलाई कति 8+ घण्टा भण्डारण चाहिन्छ बनाम छोटो -अवधि प्रणालीहरू र पूरक स्रोतहरू? विभिन्न संस्थाहरूका अध्ययनहरूले उच्च नवीकरणीय प्रवेश परिदृश्यहरूको लागि भण्डारण आवश्यकताहरूको बारेमा विरोधाभासी निष्कर्षमा पुग्छन्, माग लचिलोपन, प्रसारण विस्तार, र प्राविधिक विश्लेषण भन्दा बढि निरन्तर जीवाश्म ईन्धन क्षमताको बारेमा धारणाहरू प्रतिबिम्बित गर्ने स्प्रेडहरूको साथ।

वित्तीय सर्तहरू धेरै फरक भए तापनि परिचालन ट्र्याक रेकर्डहरू बढ्दै जाँदा बैंकहरू भण्डारण परियोजनाहरूमा सहज भइरहेका छन्। केही बजारहरूसँग मानकीकृत सम्झौताहरू र स्थापित उदाहरणहरू छन्। अरूले प्रत्येक परियोजनालाई अनुपम जोखिम मूल्याङ्कनका रूपमा व्यवहार गर्छन् जसमा कस्टम ड्यु डिलिजेन्स आवश्यक हुन्छ। ब्याट्री आगो जोखिमको लागि बीमा लागतहरू सुरक्षा प्रणालीहरूमा सुधारको रूपमा घट्यो तर व्यवहार्यता गणनाहरूलाई असर गर्ने लाइन वस्तु रहन्छ।

विकास पाइपलाइनले देखाउँछ कि स्थापनाहरू ठूला - 500 मेगावाट सुविधाहरू छन् जुन एक दशक पहिले अवास्तविक देखिने थियो अहिले दिनचर्या छ, र 1 GW- मापनका परियोजनाहरू योजना चरणमा छन्। यो स्केलिंगले मानकीकरण र साझा पूर्वाधार मार्फत एकल बिन्दुहरूमा ग्रिड विश्वसनीयता जोखिम केन्द्रित गर्दै प्रति मेगावाट लागत घटाउँछ। त्यो ट्रेड-अफले अर्थ राख्छ कि छैन प्रविधिको विश्वसनीयता र ग्रिड रिडन्डन्सी आवश्यकताहरू बारे तपाईंको दृष्टिकोणमा निर्भर गर्दछ।

उत्पादन बाधाहरूले अपेक्षा गरेभन्दा कडा टोक्छ

कोशिकाहरू र प्रणालीहरूको लागि कारखाना क्षमता पर्याप्त रूपमा बढ्यो तर आपूर्ति श्रृंखलाहरू माग वृद्धिको समयमा फैलिएको छ। प्रमुख घटकहरूको लागि नेतृत्व समय 12-18 महिनासम्म विस्तार हुन्छ। सामग्रीको अभावले परियोजना ढिलाइको कारण बन्यो जसको प्राविधिक तयारी वा वित्तिय उपलब्धतासँग कुनै सरोकार थिएन।

चीनले विश्वव्यापी लिथियम-आयन सेल उत्पादनको ७५% उत्पादन गर्छ। त्यो एकाग्रताले भू-राजनीतिक परिप्रेक्ष्यमा निर्भर गर्दै स्केल मार्फत लागत फाइदाहरू र आपूर्ति श्रृंखला कमजोरीहरू सिर्जना गर्दछ। अन्य क्षेत्रहरूले घरेलु उत्पादनमा पूँजी खन्याइरहेका छन्, तर उत्पादनको अनुभवले पूँजी लगानी जत्तिकै महत्त्वपूर्ण हुँदा त्यसलाई प्राप्त गर्न समय लाग्छ।

नवीकरणीय एकीकरण लाभहरू भन्दा बाहिर भण्डारण परिनियोजनमा जलवायु लचिलोपन विचार कारक। टेक्सासको 2021 शीतकालीन आँधीले देखाएको छ कि कसरी परम्परागत पुस्ता धेरै आवश्यक पर्दा ठ्याक्कै अनुपलब्ध हुन सक्छ। भण्डारणले ब्याकअप क्षमता प्रदान गर्दछ जुन परम्परागत विश्वसनीयता मेट्रिक्समा परिमाण गर्न गाह्रो छ तर चरम मौसम आवृत्ति वृद्धिसँग व्यवहार गर्ने नियामकहरू र उपयोगिताहरू द्वारा बढ्दो रूपमा मूल्यवान छ।

प्रविधिको विकासले नियामक ढाँचा अनुकूलनलाई अगाडि बढाउँछ। पाँच वर्ष पहिले ग्रिड योजनाको लागि के अर्थ थियो वर्तमान क्षमताहरू वा लागतहरू प्रतिबिम्बित गर्दैन। यो अन्तरले परियोजनाहरूको लागि अवसरहरू सिर्जना गर्दछ जुन छिटो सार्न सक्छ जबकि स्थापित उपयोगिताहरूले लामो योजना चक्र र भण्डारण स्रोतहरूको लागि डिजाइन नगरिएका अनुमोदन प्रक्रियाहरू मार्फत काम गर्दछ।

क्षेत्रको प्रक्षेपणले सुझाव दिन्छ कि द्रुत बृद्धि जारी रहनेछ, यद्यपि क्षेत्र र अनुप्रयोगहरूमा वितरण असमान रहन्छ। प्राविधिक क्षमताहरूले ठूलो मात्रामा आवश्यकताहरू पूरा गरिसकेका छन् - अर्थशास्त्र र नियामक ढाँचाहरूले अब प्राविधिक तयारी भन्दा बढि परिनियोजन दरहरू निर्धारण गर्दछ।

बजार सहभागिता छिटो जटिल हुन्छ

विभिन्न थोक बिजुली बजारहरूमा भण्डारणले कसरी भाग लिन सक्छ र कुन सेवाहरू क्षमता दायित्वहरूमा गणना गर्न सकिन्छ भनेर फरक नियमहरू छन्। PJM भण्डारणलाई CAISO भन्दा फरक व्यवहार गर्दछ, जसले ERCOT भन्दा फरक संरचनाहरू प्रयोग गर्दछ। प्राविधिक विनिर्देशहरूलाई अन्तिम रूप दिनु अघि परियोजनाहरूले स्थानीय बजार डिजाइन बुझ्न आवश्यक छ किनभने एउटा बजारमा के काम गर्दछ अन्य ठाउँमा सबोप्टिमल हुन सक्छ।

सहायक सेवा बजारहरूले केही क्षेत्रहरूमा महत्त्वपूर्ण राजस्व प्रदान गर्दछ तर अरूमा मुश्किलले अवस्थित छ। फ्रिक्वेन्सी नियमनको मूल्य ग्रिड विशेषताहरू, अवस्थित जेनेरेटर फ्लीट संरचना, र नवीकरणीय प्रवेश स्तरहरूमा आधारित हुन्छ। एउटा परियोजना जसले एक अन्तरसम्बन्धमा अर्थ दिन्छ, विभिन्न बजार नियमहरूसँग फरक ग्रिड अपरेटर अन्तर्गत 200 माइल टाढा पेन्सिल गर्न संघर्ष गर्न सक्छ।

ग्रिड प्रभाव अध्ययन र स्तरवृद्धि लागत आवंटनको लागि पर्खिरहेका भण्डारण परियोजनाहरूसँग अन्तरसम्बन्ध लाइनहरू भरिएका छन्। केही क्षेत्रहरूको लागि पर्खने समयहरू वर्षहरूमा फैलिन्छ। यसैबीच टेक्नोलोजीमा सुधार भइरहन्छ र लागत घट्दै जान्छ, जसको मतलब दुई वर्षअघि लाममा प्रवेश गरेका परियोजनाहरूलाई आपसमा जडान गर्न स्वीकृति प्राप्त गर्दा नयाँ, सस्तो उपकरणहरू समावेश गर्न पुन: डिजाइन आवश्यक हुन सक्छ।

नीति समर्थन जंगली रूपमा भिन्न हुन्छ

लगानी कर क्रेडिटले केही अधिकार क्षेत्रहरूमा परियोजनाको अर्थशास्त्रलाई परिवर्तन गर्यो। अन्य क्षेत्रहरू क्षमता बजार वा नवीकरणीय ऊर्जा जनादेशहरूमा भर पर्छन् जसले अप्रत्यक्ष रूपमा भण्डारणलाई प्रोत्साहन दिन्छ। केही स्थानहरूले नीतिगत हिसाबले लगभग कुनै पनि काम गरेका छैनन्- तर अझै पनि डिप्लोइमेन्ट देख्छन् किनभने बजारका आधारभूतहरू सब्सिडी बिना काम गर्छन्।

नीति समर्थनको स्थायित्व यसको उदारता जत्तिकै महत्त्वपूर्ण हुन्छ। लगानीकर्ताहरूलाई विश्वास चाहिन्छ कि फ्रेमवर्कहरू 20-वर्षको परियोजना जीवनकालको बीचमा नाटकीय रूपमा परिवर्तन हुनेछैन। केही युरोपेली बजारहरूमा पूर्वव्यापी नीति परिवर्तनहरूले विकासकर्ताहरूलाई डरायो र अधिक स्थिर फ्रेमवर्कहरू अन्ततः लागू गरिएपछि पनि वर्षौंसम्म ढिलो तैनाती भयो।

संयुक्त राज्य अमेरिकामा राज्य स्तर नीतिहरूले आवश्यकताहरू र प्रोत्साहनहरूको प्याचवर्क सिर्जना गर्दछ जसले राष्ट्रिय स्तरको विकास रणनीतिहरूलाई कठिन बनाउँछ। क्यालिफोर्नियाको आक्रामक भण्डारण जनादेशले प्रारम्भिक तैनातीलाई ल्यायो तर विकासकर्ताहरूले सीमित उत्पादन क्षमताको लागि प्रतिस्पर्धा गर्दा आपूर्ति श्रृंखला अवरोधहरू सिर्जना गर्यो। अन्य राज्यहरू अझ बिस्तारै सारियो र सिकेका पाठहरू र सुधारिएको प्रविधि उपलब्धताबाट लाभान्वित भए।

प्रसारण योजना प्रक्रियाहरूलाई भण्डारण क्षमताहरूको लागि खातामा अद्यावधिक गर्न आवश्यक छ। परम्परागत योजनाले उत्पादन स्रोतहरू निश्चित स्थानहरूमा रहन मानेको छ, तर ब्याट्रीहरू ग्रिड जडानको साथ लगभग कहीं पनि प्रयोग गर्न सकिन्छ। यो लचिलोपनले मूल्य सिर्जना गर्दछ जुन प्रसारण योजनाकारहरूले उनीहरूको मोडेल र लाभ-लागत विश्लेषणहरूमा कसरी समावेश गर्ने भनेर पूर्ण रूपमा पत्ता लगाएका छैनन्।

पछाडि-मिटर बनाम अगाडि-को-मिटर डिप्लोइमेन्ट निर्णयहरूमा विभिन्न सरोकारवाला समूहहरू, वित्तिय संरचनाहरू, र नियामक निरीक्षण समावेश छन्। केही अनुप्रयोगहरू स्पष्ट रूपमा एउटै कोटीमा पर्दछन्, तर धेरै जसो स्वामित्व मोडेलहरू र राजस्व अनुकूलन रणनीतिहरूमा निर्भर हुन सक्छन्। यी परिनियोजन मोडहरू बीचको विभाजन बजारहरू विकास र नियमहरू परिवर्तन हुँदा परिवर्तन हुन्छ।

आगो सुरक्षा आवश्यकताहरू परिमार्जन हुँदै जान्छ किनकि थप परिचालन अनुभवहरू जम्मा हुन्छन्। प्रारम्भिक स्थापनाहरूले सरल थर्मल व्यवस्थापन प्रणालीहरू प्रयोग गर्थे जुन निश्चित विफलता मोडहरूमा अपर्याप्त साबित भयो। नयाँ परियोजनाहरूले धेरै अनावश्यक सुरक्षा प्रणालीहरू समावेश गर्दछ जसले लागत थप्छ तर बीमा प्रिमियम र नियामक छानबिन घटाउँछ। सुरक्षा खर्च र स्वीकार्य जोखिम बीचको सन्तुलन बिन्दु उद्योग परिपक्व हुँदै जान्छ।