Može li definicija sustava za pohranu energije varirati?

Kratak odgovor je da. I duži odgovor je također da, ali s oko sedamnaest priloženih zvjezdica.

Ako ste proveli neko vrijeme čitajući dokumente o politici, podneske za komunalne usluge ili istraživačke radove o pohrani energije, vjerojatno ste primijetili nešto čudno: čini se da se nitko ne slaže oko toga što se točno računa kao "sustav skladištenja energije." Savezna regulatorna komisija za energiju ima svoju verziju. Ministarstvo energetike ima drugu. Kalifornija ima svoju. Teksas nije posebno briga što Kalifornija misli. A negdje u akademskom časopisu postoji profesor koji tvrdi da su svi u krivu.

Ovo nije samo semantičko zezanje. Način na koji definirate sustav za pohranu energije određuje tko se kvalificira za porezne poticaje, koji projekti dobivaju dopuštenje, što se prikazuje u službenim statistikama i računa li se ugradnja baterija vaše tvrtke prema državnim standardima portfelja obnovljivih izvora energije. Milijuni dolara vrte se na ovim definicijama.

naučiti više

Regulatorna perspektiva

Naredba FERC-a 841, izdana 2018., otvorila je veleprodajna tržišta za sudjelovanje u skladištenju energije. Naredba je definirala resurse za skladištenje električne energije kao resurse koji mogu "primati električnu energiju iz mreže i pohraniti je za kasnije ubrizgavanje električne energije natrag u mrežu". Dovoljno jednostavno. Osim što ova definicija namjerno isključuje određene konfiguracije-kao što je iza--pohrane brojila koja nikad ne dodiruje veleprodajna tržišta-i stvara dvosmislenost oko hibridnih sustava.

Porezna uprava ima potpuno drugačiji pristup. Za potrebe investicijskog poreznog olakšice, ono što je važno jest naplaćuje li se uređaj za pohranu pretežno (više od 80%) iz kvalificiranih obnovljivih izvora. Fizička tehnologija jedva ulazi u razgovor. Litij-ionska baterija koja se puni iz solarnih panela tretira se vrlo drugačije od iste baterije koja se puni iz mreže, iako su funkcionalno identični hardver.

 

Fragmentacija-na razini države

Komisija za javne komunalne usluge Kalifornije koristi pragove-temeljene na kapacitetu. Njihovi mandati za nabavu skladišta energije, uspostavljeni prema AB 2514, postavljaju minimalne zahtjeve za kapacitetom napajanja koje komunalna poduzeća moraju ispuniti. Definicija uključuje pumpanu hidroelektranu, komprimirani zrak, baterije, zamašnjake i skladištenje topline-ali s različitim tretmanom ovisno o tome gdje se sustav spaja na mrežu.

Pristup New Yorka usmjeren je-na trajanje. Njihova definicija skladištenja u rasutom stanju zahtijeva da sustavi osiguraju najmanje dva sata neprekidnog pražnjenja pri nazivnom kapacitetu. Ovo isključuje mnoga sredstva za regulaciju frekvencije koja se brzo mijenjaju, ali ne mogu održati izlaz.

U međuvremenu, Teksas (jer je Teksas, naravno, drugačiji) uopće ne nalaže pohranu. ERCOT tretira baterije kao proizvodne resurse s određenim operativnim ograničenjima, bez uspostavljanja posebne definicijske kategorije.

Tehničke definicije naspram funkcionalnih

Ovdje postaje pravi nered.

Inženjeri obično definiraju pohranu energije prema tome što ona jest: elektrokemijske baterije pohranjuju naboj kroz kemijske reakcije, pumpane hidroelektrane pohranjuju gravitacijsku potencijalnu energiju, sustavi komprimiranog zraka pohranjuju tlak u podzemnim pećinama, zamašnjaci pohranjuju rotacijsku kinetičku energiju. Ovo su definicije-temeljene na fizici. Beton. Mjerljiv.

Mrežnim operaterima više je stalo do toga što radi pohrana. Može li se brzo povećati? Omogućuje li regulaciju frekvencije? Može li izdržati učinak za vrhunsko brijanje? Baterija od 100 MW koja se prazni 15 minuta izgleda jako drugačije od baterije od 100 MW koja se prazni 4 sata, iako dijele istu snagu.

EIA prikuplja podatke pomoću oba pristupa-prijavljujući nazivni kapacitet snage u megavatima uz energetski kapacitet u megavatsatima. Ovo dvojno izvješćivanje zapravo je prilično pametno, jer hvata temeljnu napetost između definicija-orijentiranih na snagu i-orijentiranih na energiju. Ali još uvijek ostavlja određene rubne slučajeve neriješenim.

Pitanje vodika

Je li vodik skladištenje energije?

Tehnički, da. Elektrolizatori koriste električnu energiju za razdvajanje vode na vodik i kisik. Taj se vodik kasnije može sagorjeti ili proći kroz gorivu ćeliju za regeneraciju električne energije. Energija unutra, pohranjena, energija van. Klasična pohrana.

Ali vodik se u regulatornim okvirima rijetko klasificira s baterijama i pumpanim hidroelektranama. Učinkovitost -obavrata je užasna-možda 30-40% u usporedbi s 85-90% za litij-ionski. Infrastrukturni zahtjevi su potpuno drugačiji. Slučajevi upotrebe često uključuju prijevoz ili industrijsku sirovinu, a ne usluge mreže.

Veliki izazov DOE-a za pohranu energije uključuje vodik. Kalifornijski zahtjevi za skladištenje uglavnom ne. Tržišna pravila FERC-a tretiraju... dvosmisleno. Ista tehnologija, različite definicije, ovisno o tome koga pitate.

Trajanje kao određujuća karakteristika

Nešto se zanimljivo dogodilo oko 2020. Industrija pohrane počela se samo-organizirati oko kategorija trajanja:

 

 

01.Kratko{0}}trajno skladištenje

(ispod 4 sata) postalo povezano s mrežnim uslugama-regulacijom frekvencije, vrtećim rezervama, jačanjem kapaciteta. Ovi sustavi često kruže, ponekad desetke puta dnevno.

02.Dugotrajno-skladištenje

(4+ sati, sa sve većim fokusom na 8-12+ satnih sustava) postalo je povezano s prebacivanjem opterećenja i integracijom obnovljivih izvora energije. Vijeće za dugotrajnu pohranu energije čak se pojavilo kao organizacija za zagovaranje, koja vam govori nešto o tome kako industrija gleda na ove definicijske granice.

Neki istraživači sada zagovaraju treću kategoriju:sezonsko skladištenjesposoban za skladištenje energije tjednima ili mjesecima. Zamislite vodik proizveden iz viška proljetne proizvodnje vjetra i potrošen tijekom ljetne najveće potražnje. Ili masivni podzemni termalni rezervoari. Ova kategorija jedva da komercijalno postoji, ali o definicijama se već raspravlja.

Zašto ko-lokacija sve komplicira

Najbrže{0}}rastući segment tržišta pohrane su hibridni sustavi-baterije u kombinaciji sa solarnom ili vjetrogeneracijom. A to stvara definitivne glavobolje.

Ako solarna elektrana od 100 MW uključuje bateriju od 50 MW, je li to:

Solarna elektrana sa spremnikom?

Skladištenje s punjenjem na licu mjesta?

Jedan hibridni objekt?

Dva odvojena sredstva koja dijele međusobnu vezu?

Odgovor je važan za redove čekanja za međusobno povezivanje, porezni tretman, akreditaciju kapaciteta i tržišne ponude. Različite jurisdikcije donijele su različite zaključke.

Naredba FERC-a 2023. pokušala je razjasniti hibridni tretman u procesima interkonekcije, ali provedba se razlikuje od regionalne prijenosne organizacije. Neki RTO-i zahtijevaju zasebne zahtjeve za međusobno povezivanje za komponente za pohranu. Drugi dopuštaju jedinstveni tretman. Sjeveroistok radi nešto drugačije od jugozapada.

Od kraja 2023. otprilike 70% novih baterijskih projekata u redu čekanja za međusobno povezivanje u SAD-u bilo je upareno sa solarnom proizvodnjom. Definicijske granice između "generacije" i "pohrane" brzo se brišu, a regulatorni okviri nisu u potpunosti sustigli.

Međunarodna divergencija

Nemojte pretpostavljati da se američke definicije primjenjuju drugdje.

Paket čiste energije Europske unije tretira skladištenje kao posebnu klasu imovine s vlastitim mrežnim kodovima i pravilima pristupa tržištu. Njihova definicija izričito uključuje tehnologije snage-na-gas koje američki okviri često isključuju.

Kina svrstava skladištenje energije u šire kategorije ulaganja u "novu infrastrukturu", stavljajući ih u grupu s 5G mrežama, podatkovnim centrima i punjenjem električnih vozila. Definicijski okvir služi ciljevima industrijske politike, a ne dizajnu tržišta ili mrežnim operacijama.

Australsko nacionalno tržište električne energije stvorilo je kategoriju "dvosmjerne jedinice" posebno za resurse skladištenja, naglašavajući dvo-smjerni tok električne energije. Ovakav okvir razlikuje se od američkih pristupa koji često polaze od-modela usmjerenih na generaciju.

Nisu to samo birokratske razlike. Oni određuju koje tehnologije primaju ulaganja, kako međunarodne tvrtke strukturiraju-prekogranične projekte i jesu li statističke usporedbe između zemalja uopće smislene.

Problem mjerenja

Evo nešto o čemu se rijetko raspravlja: brojevi kapaciteta koje vidite u naslovima često nisu usporedivi.

EIA izvješćuje o kapacitetu s natpisnom pločicom-maksimalnom nazivnom učinku kako je naveo proizvođač. Ali stvarni radni kapacitet ovisi o temperaturi, stanju napunjenosti, degradaciji i uvjetima mreže. Baterija s oznakom od 100 MW može isporučiti 85-95 MW u tipičnim uvjetima.

Neke jurisdikcije izvješćuju o instaliranom kapacitetu (što je fizički prisutno), dok druge izvješćuju o međusobno povezanom kapacitetu (ono što je stvarno spojeno na mrežu). Nekoliko izvješćuje o efektivnom kapacitetu (prilagođenom faktorima izvedbe). Razlike mogu biti znatne.

Kada Kalifornija izvijesti o 5000 MW skladišnog kapaciteta, a Teksas o 3000 MW, te brojke nisu izravno usporedive bez razumijevanja temeljne definicijske metodologije. Analitičari to rutinski griješe.

Korporativne i financijske definicije

Banke, osiguravatelji i agencije za kreditni rejting razvile su vlastite definicije pohrane, često vođene procjenom rizika, a ne tehničkom točnošću.

Dokumenti o financiranju obično definiraju pohranjivanje kroz jamstva performansi i krivulje degradacije, a ne vrstu tehnologije. Zajmodavca je briga hoće li baterija zadržati 80% kapaciteta nakon 10 godina-kemija je važna samo u mjeri u kojoj utječe na to jamstvo.

ESG okviri sve više uključuju skladištenje u kategorijama čiste energije, ali s različitim tretmanom. Neki računaju-napunjene baterije kao nultu-emisiju. Drugi zahtijevaju obnovljivo punjenje da bi se kvalificirali. Inicijativa Science Based Targets ima vlastitu metodologiju.

Nijedna od ovih korporativnih definicija nije savršeno usklađena s regulatornim definicijama, što stvara zanimljive situacije kada je projekt "skladištenje" za svrhe financiranja, ali nešto drugo za porezne svrhe.

Nove tehnologije, nove definicije

Postojeći definicijski okviri pretpostavljaju kategorije koje možda neće preživjeti kontakt s tim tehnologijama. Regulatori će se prilagoditi. Naposljetku. Vjerojatno ne graciozno.

Dakle, što ovo znači?

Tri praktična zaključka:

Prvo, kad god vidite statistiku pohrane, pitajte koja se definicija koristi. Pločica s nazivom u odnosu na efektivni kapacitet? Oznaka snage u odnosu na ocjenu energije? Što je uključeno, a što isključeno? Brojevi bez definicijskog konteksta gotovo su besmisleni.

Drugo, shvatite da varijacija definicija nije samo zabuna-već odražava istinski različite prioritete. Inženjeri žele tehničku preciznost. Mrežni operateri žele operativnu jasnoću. Kreatori politike žele administrativne kategorije. Financijske institucije žele bankovne kriterije. Ti se prioriteti prirodno ne slažu.

Treće, očekujte kontinuiranu fragmentaciju. Tržište skladišta raste prebrzo za usklađivanje propisa. Kalifornija će nastaviti raditi kalifornijske stvari. FERK će i dalje izdavati naloge koje druge agencije kreativno tumače. Međunarodni pristupi će se dalje razlikovati.

Pitanje "što je sustav za pohranu energije?" pokazalo se da nema jedinstvenog odgovora. To je frustrirajuće ako želite jasnoću. Ali je i pošteno.