Απαιτείται πολιτική που θα επιτρέψει γρήγορη ανάπτυξη για να τηρηθεί το χρονοδιάγραμμα (2035) για την απαλλαγή από την ενέργεια σύμφωνα με το Energy Storage News
Η επιτακτική ανάγκη για επίτευξη του στόχου μείωσης των εκπομπών το 2030, σημαίνει ότι δεν μπορεί να συνεχιστεί η πυροδότηση μονάδων καύσης για την κάλυψη τυχόν κενού παραγωγής.
Εξαίρεση από αυτό το σχέδιο δε θα μπορούσε να αποτελέσει η Μεγάλη Βρετανία.
Τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον κόσμο αντιμετωπίζουν το πρόβλημα των μεγάλων χρόνων παράδοσης για νέες συνδέσεις.
Οι διαφορετικές ελάχιστες διάρκειες μεταξύ περιοχών θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε ορισμένες διαφορές στην επιλογή τεχνολογίας.
Η πολιτική που πρέπει να εφαρμοστεί για ταχεία ανάπτυξη του LDES
Η νέα διαβούλευση του Υπουργείου Ενεργειακής Ασφάλειας και του Net Zero της κυβέρνησης του Ηνωμένου Βασιλείου για το LDES (παγκόσμιο μη κερδοσκοπικό συμβούλιο με πάνω από 70 μέλη σε 19 χώρες που εργάζεται για να επιταχύνει την απαλλαγή από τον άνθρακα μέσω της επιτάχυνσης αποθήκευσης ενέργειας μακράς διάρκειας) είναι ένα βασικό βήμα για τον καθορισμό μιας πολιτικής που θα επιτρέψει την ταχεία ανάπτυξη του LDES να τηρήσει την προθεσμία απαλλαγής από τον τομέα της ενέργειας το 2035.
Ορίζοντας το LDES ως αποθήκευση με δυνατότητα ελάχιστης διάρκειας παροχής 6 ωρών (χαμηλότερο από το Υπουργείο Ενέργειας των ΗΠΑ που εφαρμόζει ελάχιστη διάρκεια 10 ωρών) το πλαίσιο βοηθά επίσης να δημιουργηθεί μια κοινή αντίληψη για το τι συνιστά μακροχρόνια διάρκεια στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Υπάρχουν 2 βασικές προκλήσεις για ένα ενεργειακό σύστημα χωρίς άνθρακα (τοπικές και χρονικές) και το LDES είναι απαραίτητο για την επίλυση του τελευταίου.
Το LDES μαζί με τις τρέχουσες λύσεις όπως Συστήματα Αποθήκευσης Ενέργειας Μπαταριών (BESS), αποτελεί μια συμπληρωματική ευκαιρία για την υποστήριξη της ανάπτυξης πρόσθετης ανανεώσιμης ενέργειας και τη χρήση της σε περιόδους μεγαλύτερης αιχμής μεταβλητών πόρων.
Η αποθήκευση ενέργειας από διαλείπουσες ΑΠΕ (κυρίως αιολική και ηλιακή) σε περιόδους υψηλής παραγωγής, ώστε να μπορεί να αποστέλλεται όταν η ζήτηση υπερβαίνει το μείγμα παραγωγής ανανεώσιμων πηγών, αποτελεί βασικό μέρος της απαλλαγής από τον άνθρακα του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας.
Ηνωμένο Βασιλειο: Πρόβλεψη για αύξηση κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας
Σύμφωνα με τον Διαχειριστή του Εθνικού Συστήματος Ηλεκτρικής Ενέργειας (National Grid ESO) «Το 2023 ήταν η πιο πράσινη χρονιά που έχει καταγραφεί, με ένταση άνθρακα κατά μέσο όρο 149 γραμμάρια CO2 ανά kWh.
Το χαμηλότερο ρεκόρ έντασης άνθρακα των 27 gCO2/kWh επιτεύχθηκε στις 18 Σεπτεμβρίου 2023.
Καθώς προχωρά η ηλεκτροδότηση της θέρμανσης και των μεταφορών, η DNV προβλέπει στην τελευταία μας έρευνα για το ενεργειακό σύστημα του Ηνωμένου Βασιλείου ότι η συνολική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας σε αυτή τη χώρα (συμπεριλαμβανομένων των ΑΠΕ εκτός δικτύου) θα αυξηθεί κατά 2,5 φορές από 310 TWh/έτος το 2021 σε 760 TWh / έτος το 2050.
5 βασικοί στόχοι της διαβούλευσης
Η διαβούλευση εστιάζει σε 5 σημεία που είναι τα ακόλουθα:
Ευθυγράμμιση πολιτικής: για να προσφέρει ένα ανθεκτικό, καθαρό μηδενικό ενεργειακό σύστημα του μέλλοντος με ελάχιστο κόστος για τον καταναλωτή.
Μειώστε το κόστος του συστήματος: για να διασφαλίζει ότι οι καταναλωτές προστατεύονται από το περιττό κόστος του συστήματος σε όλη τη διάρκεια ζωής του έργου.
Ενεργοποίηση επενδύσεων: σε μεγάλης κλίμακας τεχνολογίες αποθήκευσης ηλεκτρικής ενέργειας μακράς διάρκειας μέσω της μείωσης της αβεβαιότητας στις προβλέψεις εσόδων.
Οφέλη συστήματος: Τα έργα αποθήκευσης θα πρέπει να έχουν κίνητρα ώστε να ανταποκρίνονται στα μηνύματα της αγοράς και να συμπεριφέρονται ευέλικτα για να μεγιστοποιήσουν τα οφέλη για ολόκληρο το σύστημα.
Παράδοση: Το πλαίσιο πολιτικής θα πρέπει να παρέχει έργα σε ένα χρονοδιάγραμμα που θα προσφέρει τα περισσότερα οφέλη στο σύστημα και θα το βοηθά να πετύχει τους καθαρούς μηδενικούς στόχους.
Η αντλούμενη υδροηλεκτρική ενέργεια είναι επί του παρόντος η κορυφαία τεχνολογία αποθήκευσης μεγάλης διάρκειας στο Ηνωμένο Βασίλειο με 2,8 GW που έχουν αναπτυχθεί και είναι το μόνο καθιερωμένο LDES της χώρας.
Ωστόσο, δεν έχει τεθεί σε λειτουργία νέος υδροηλεκτρικός σταθμός στο Ηνωμένο Βασίλειο εδώ και 40 χρόνια.
Κατηγορίες διαδεδομένων τεχνολογιών
Τα τελευταία χρόνια ορισμένες αναπτυσσόμενες τεχνολογίες LDES χρηματοδοτούνται μέσω ιδιωτικών επενδύσεων και κρατικών επιχορηγήσεων ανάπτυξης τεχνολογίας, όπως το LDES Demonstration στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Οι τεχνολογίες που εμφανίζονται ως διαδεδομένες (αν και σε διαφορετικά επίπεδα ετοιμότητας) εμπίπτουν κατά κύριο λόγο στις ακόλουθες κατηγορίες:
Ροές μπαταρίες: Κυκλοφορούν υγρούς ηλεκτρολύτες μέσω στοιβών μπαταριών για να παράγουν ηλεκτρική ενέργεια μέσω της αντίδρασης οξειδοαναγωγής. Παραδείγματα παικτών του κλάδου είναι το Invinity και το ESS.
Αποθήκευση βαρύτητας: Π.χ. το Energy Vault που έχει ισοδύναμο στερεής μάζας με αντλούμενη αποθήκευση, με αυτόματους γερανούς που δημιουργούν έναν πύργο από μπλοκ 35 τόνων που πέφτουν πίσω όταν χρειάζεται ενέργεια.
Αποθήκευση ενέργειας πεπιεσμένου αέρα (CAES): Αυτό απαιτεί σπήλαια (φυσικά ή τεχνητά) ή γιγαντιαίες δεξαμενές στις οποίες ο αέρας συμπιέζεται και απελευθερώνεται για να τροφοδοτήσει έναν στρόβιλο.
Η τεχνολογία της καναδικής εταιρείας Hydrostor χρησιμοποιεί νερό για να συμπιέσει τον αέρα σε τεχνητές σπηλιές ή εγκαταλελειμμένα ορυχεία.
Αποθήκευση ενέργειας υγρού αέρα (LAES): Ο αέρας ψύχεται με χρήση ηλεκτρισμού σε μια υγρή φάση, η οποία όταν θερμαίνεται και απελευθερώνεται ως αέριο, περιστρέφει έναν στρόβιλο.
Η βρετανική εταιρεία Highview Power έχει ένα έργο επίδειξης και ένα έργο 50 MW/300 MWh υπό κατασκευή στο Ηνωμένο Βασίλειο.
Μπαταρίες μετάλλου-αέρα: Η Form Energy με έδρα τις ΗΠΑ έχει αναπτύξει μπαταρία ανταλλαγής αέρα aniron με βάση την αντίδραση οξειδοαναγωγής μεταξύ σιδήρου και οξυγόνου. Η εταιρεία ισχυρίζεται ότι η μπαταρία μπορεί να αποθηκεύσει 100 ώρες ενέργειας.
Χωροθέτηση και τεχνοοικονομικοί δείκτες
Όσον αφορά τη χωροθέτηση και τους τεχνοοικονομικούς δείκτες, αυτές οι τεχνολογίες παρουσιάζουν ένα συνδυασμό πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων, όπως η αποτελεσματικότητα του μετ’ επιστροφής, η διάρκεια σχεδιασμού, οι κεφαλαιουχικές και λειτουργικές δαπάνες.
Η διαβούλευση αναγνωρίζει ότι οι τεχνολογίες ενδέχεται να βρίσκονται σε διαφορετικό Επίπεδο Τεχνολογικής Ετοιμότητας (TRL) και σχεδιάζει να υποστηρίξει μόνο μέσω των τεχνολογιών του προτεινόμενου μηχανισμού υποστήριξης εσόδων.
Δεν είναι σαφές εάν το αποτέλεσμα μιας τέτοιας υποστήριξης σε μια σειρά τεχνολογιών LDES στο Ηνωμένο Βασίλειο και αλλού, θα επιτύχει τη μείωση του κόστους.
Η ανάπτυξη του πλαισίου πολιτικής LDES είναι ένα θετικό βήμα για την υποστήριξη της τεχνολογίας χωρίς εκπομπές και για την αναγνώριση των πλεονεκτημάτων της από πλευράς συστήματος.
Λόγοι καθιέρωσης των ιόντων λιθίου ως κύριας τεχνολογίας
Όσον αφορά στην παροχή λύσεων αποθήκευσης ενέργειας σε κλίμακα χρησιμότητας μέχρι σήμερα, το Li-ion έχει καθιερωθεί ως η κύρια τεχνολογία.
Η Li-iontechnology είναι ανταγωνιστική από πλευράς κόστους, επιδεικνύοντας υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, γρήγορη απόκριση και υψηλή απόδοση, έχοντας αρθρωτές και ελεγχόμενες λύσεις μετατροπής ηλεκτρονικών ισχύος.
Έτσι συμβάλλει (επί του παρόντος) περίπου 3,5 GW στη σταθερότητα του ηλεκτρικού δικτύου GB με τους εξής τρόπους:
Συμμετοχή σε αγορές απόκρισης συχνότητας, χωρητικότητας, μηχανισμό εξισορρόπησης και υπηρεσίες σταθερότητας τοποθεσίας.
Εμπόριο στη χονδρική αγορά ηλεκτρικής ενέργειας, εκμεταλλευόμενη τις διαφορές τιμών ηλεκτρικής ενέργειας.
Ενισχύθηκε από την ανάπτυξη της αγοράς ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης και της αντίστοιχης ηλεκτρικών οχημάτων.
Σύμφωνα με το Energy Transition Outlook4 της DNV, το κόστος αναμένεται να συνεχίσει να πέφτει και θα φτάσει το όριο των 200 USD/kWh έως τις αρχές του 2030.
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου αναμένεται επίσης να είναι στο ίδιο επίπεδο από άποψη κόστους με το Li-ion.
Τα Li-ion BESS με διάρκεια έως και 8 ωρών βρίσκονται υπό ανάπτυξη στην Ευρώπη, τις ΗΠΑ και την Αυστραλία.
Η κυριαρχία της Κίνας στην παραγωγή ιόντων λιθίου
Αξίζει να σημειωθεί ότι τα ιόντα λιθίου κατασκευάζονται επί του παρόντος ως επί το πλείστον στην Κίνα.
Πάντως, εάν η τάση για το Ηνωμένο Βασίλειο και την Ευρώπη γενικότερα ελαχιστοποιήσουν την εξάρτηση από την Κίνα στις ενεργειακές υποδομές, αυτό μπορεί να δώσει προβάδισμα σε εναλλακτικές λύσεις.
Ωστόσο, ο ρυθμός ανάπτυξης των γιγα-εργοστασίων στο Ηνωμένο Βασίλειο και σε μικρότερο βαθμό στην υπόλοιπη Ευρώπη, θα αδυνατεί να τροφοδοτήσει την ανάπτυξη BESS χωρίς μεγάλη εξάρτηση από τις εισαγωγές για το άμεσο μέλλον.
Η αποθήκευση ενέργειας μεγαλύτερης διάρκειας έχει οικονομική λογική, εάν η δυνατότητα εκφόρτισης για τις πλήρεις ώρες διάρκειάς της ευθυγραμμίζεται με τα σήματα της εμπορικής αγοράς ή καλείται ή αναγνωρίζεται από τον διαχειριστή συστήματος.
Η κατάσταση του πλέγματος
Η αποθήκευση και η παραγωγή χαμηλού άνθρακα είναι μέρος ενός συστήματος που συνδέεται με το δίκτυο.
Η τεχνολογία BESS έχει ήδη δείξει ότι η αποθήκευση μπορεί να μειώσει το φορτίο στο δίκτυο και να μετριάσει τον περιορισμό της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας.
Όλες οι τεχνολογίες μπορούν να παρέχουν οφέλη στο σύστημα πέρα από την απλή χωρητικότητα.
Για να επιτευχθεί αυτό που η διαβούλευση χαρακτηρίζει ως «επιλογή χαμηλής λύπης» των 3 GW LDES έως το 2035, πρέπει αυτά τα νέα έργα να συνδεθούν στο δίκτυο.
Μεγάλο πρόβλημα οι αργοί χρόνοι παράδοσης
Τα δίκτυα ηλεκτρικής ενέργειας σε όλο τον κόσμο υποφέρουν από μεγάλους χρόνους παράδοσης για νέες συνδέσεις.
Στην ηπειρωτική Βρετανία, το δίκτυο ήταν ισχύος περίπου 600 GW στα τέλη του 2023.
Ενώ η ροή ενέργειας στο GB είναι γενικά προς τη νοτιοανατολική Αγγλία, οι περιορισμοί στα όρια του δικτύου επηρεάζουν ήδη έργα στη Σκωτία.
Νέες εξελίξεις για συνδέσεις HVDC, όπως η δυτική σύνδεση HVDC και παρόμοιες εξελίξεις στην ανατολική ακτή, θα μπορούσαν να μετριάσουν αυτούς τους περιορισμούς, αλλά χρειάζονται χρόνο για να κατασκευαστούν.
Πιθανοί περιορισμοί στις ροές ενέργειας σε ολόκληρη την Αγγλία θα μπορούσαν επίσης να παρουσιάσουν τεχνικές προκλήσεις για έργα στην Ουαλία.
Το LDES μαζί με άλλες τεχνολογίες, μπορεί να προσφέρει ευελιξία και να επιτρέψει ένα ασφαλές, οικονομικά αποδοτικό ενεργειακό σύστημα και χαμηλές εκπομπές άνθρακα.
www.worldenergynews.gr
