MIT: Fremskynd implementeringen af forskellige energilagringsteknologier
Jun 06, 2022
MIT-undersøgelsen strakte sig over mere end tre år og analyserede brugen af forskellige energilagringsteknologier (elektrokemiske, termiske, kemiske og mekaniske) til at lagre vind- og solenergi for at dekarbonisere nettet inden 2050.
At muliggøre et klimavenligt net i USA vil kræve ændrede planlægnings- og driftsværktøjer for at afspejle de overgangssystemer, der er nødvendige for at bekæmpe klimaændringer, hedder det i rapporten. Det opfordrer også til øgede faste gebyrer for at gøre energilagring økonomisk rentabel.
Derudover anbefaler rapporten at revidere den føderale regerings nuværende praksis med at give intellektuel ejendomsret til partnere i den private sektor, som deler omkostningerne ved teknologidemonstrationsprojekter. Offentlige investeringer i teknologidemonstrationer og tidlige implementeringsaktiviteter er at sprede viden, hedder det i rapporten.
Tidligere har DOE "strakt" føderal finansiering ved at insistere på, at partnere i den private sektor deler projektomkostningerne. Fordi private partnere ofte tildeles intellektuel ejendom til gengæld, underminerer denne praksis det grundlæggende mål for offentligt støttede teknologidemonstrationsprojekter, som er at formidle information blandt alle industriaktører og derved skabe betingelserne for effektiv konkurrence. Føderale demonstrationsprojekter bør omfatte eksplicitte krav til deling af information med andre amerikanske enheder, der endnu ikke er partnere, selvom dette kræver et større føderalt bidrag.
Overskydende sol- og vindoutput kan lagres og drive nettet i tider med høj efterspørgsel, "på en omkostningseffektiv måde at opretholde pålidelighed - hvilket igen kan understøtte elektrificeringen af mange slutbrugsaktiviteter uden for elsektoren," sagde MITEI Direktør for Kemiteknik Professor Robert Armstrong sagde, da rapporten blev frigivet.
Forudsat at omkostningerne ved vind- og solteknologier fortsætter med at falde, identificerer undersøgelsens model "en omkostningseffektiv vej til dekarbonisering af elsystemet --, hvilket reducerer emissionerne med 97 procent -99 procent sammenlignet med 2005-niveauer i USA ", konkluderede undersøgelsen. "Effektiv dekarbonisering vil kræve betydelige investeringer i flere energilagringsteknologier såvel som i transmission, ren produktion og efterspørgselsfleksibilitet," tilføjede den.
"Det er nyttigt at forstå, hvor og hvordan energilagringsteknologi skal udvikle sig, og at forstå de forskellige afvejninger mellem energi- eller kapacitetsomkostninger, effektivitet og varighed tur-retur osv.," sagde Jin Noh, politisk direktør for California Energy Storage Alliance, i rapporten. Han tilføjede, at det kunne vejlede politikker om udvikling og kommercialisering af forskellige nye energilagringsteknologier.
Dagens dominerende netlager leveres af lithium-ion-batterier, som typisk har en maksimal ydelse på 4 timer, mens lager, der giver flere timers forsyningstid, er nødvendig for at opfylde forskellige netbehov, herunder vejr- og sæsonrelaterede behov. Energiministeriet er i øjeblikket ved at udvikle et forskningsmål, der skal hjælpe med at reducere omkostningerne ved energilagring ud over 10 timer. Det godkendte for nylig 505 millioner dollars til at fremme multi-timers lagring kombineret med vedvarende energi.
MIT-rapporten opfordrer til større støtte til længere varigheder, især elektrokemiske lagringsteknologier, der bruger bredt tilgængelige jordmaterialer, herunder dem fra batterier til sekundær brug og genbrug.
Uden væsentlig privat investeringsstøtte som lithium-ion-batterier er der behov for mere statsstøtte til at understøtte mindst 12 timers produktion, hedder det i rapporten. Privat finansiering af disse energitætte, billige batterier i elektriske køretøjer "forbedrer markant udsigterne for kortsigtet strømsystemlagring," bemærkede rapporten.
En anden udfordring, sagde rapporten, er, at langsigtet energilagring vil være af ringe værdi, når vind- og solproduktionen falder. Så fordi karakteristika og værdier af intermitterende energi er meget forskellige, kræver MIT også højere faste gebyrer for at sikre, at lagringsteknologien er rentabel.
"Vores modeller tyder på, at over mange timer vil de marginale systemomkostninger for energi for et dekarboniseret system domineret af vind- og solenergi være nul eller lav," sagde Howard Gruenspeccht, senior energiøkonom ved MIT, med brugen af Sammenlignet med dispatchable generation fra fossile brændstoffer, fordi "fremtidige dekarboniseringssystemer sandsynligvis vil have høje kapitalomkostninger og meget lave variable omkostninger, bør faste afgifter spille en større rolle i omkostningsdækning, end de gør nu," tilføjede han. Dette inkluderer opkrævning baseret på forbrugernes indkomstniveau for at "løse spørgsmål om retfærdighed og effektivitet".
