Kiko ta grid- eskala di almasenahe di energia?- Polidor

Na febrüari 2021, mi tabata riba un yamada ku un operador di almasenahe na Texas ora ku preisnan di koriente mayorista a bati $9.000 pa megawatt-ora. Nuebe mil dollar. Pa konteksto, preisnan normal ta bula rònt di $30{{7}50. Su sistema di bateria tabata imprimi placa - descarga den e red durante e Tormenta di Invierno Uri mientras cu matanan di gas natural ta congela solido. “Esaki ta loke nos a construi esaki p’e”, el a bisa, pero su bos tabatin e rand aki na dje. Casi vindica. Como si fuera e tabata warda añanan pa proba e scepticonan robes.

E momento ei - di vigilansia di preis ta subi riba pantayanan di komersio miéntras ku tubonan a rementa atraves di e estado {{1} algu a kristalisá algu ku mi tabata sirkulá rònt pa un ratu. Grid- eskala di almasenahe no ta realmente tokante teknologia mas. Ta trata di si nos ta dispuesto pa admiti cu e manera cu nos a core gridnan di coriente pa un siglo no ta funciona mas.

Laga nos back up. 2000 i 2001, California tabatin blackout rolling. No un òf dos biaha {{3} decenas di biaha. Hendenan a perde coriente, luznan di trafico a bay scur, hospitalnan a cambia pa generadornan. E investigacionnan oficial a culpa e manipulacion di mercado di Enron, cu tabata berdad, pero esey no tabata henter e storia. E problema real a core mas profundo. E red di California a wordo diseña rond di plantanan di combustibel fosil cu bo por a controla. Mester di mas poder? Kima mas gas. E demanda ta baha? Throttle bek. Simpel.

Excepto el a stop di ta simpel e momento cu generacion renovabel a cuminsa importa. E no kiermen e panelnan solar token algun utilidad instala pa PR den añanan 90. Capacidad real. Gigawatts.

Mi tabata na un konferensia na San Diego {{0} mester tabata 2014 òf {{2} kaminda un ingeniero di ISO di California a mustra loke nan a yama e "kurva di pato." Kamber a bai ketu. E grafico a mustra carga netto (demanda total menos solar) bahando den oranan di merdia ora solar a yega su punto mas halto, despues a tira ariba na bahada di solo. E tasa di rampa - bai di mínimo pa máksimo den kisas 3 ora {{8} el a kibra kon e operashonnan di grid a funshoná. Bo lo mester tene matanan di gas draai den standby henter atardi djis pa maneha e ola di anochi. Caru, ineficiente, y fundamentalmente bobo.

Un tipo den lomba a puntra: “Nos no por djis reduci solar?” E ingeniero a para keto. "Nos por. Of nos por a saca afo almacenahe."

Almasenahe. Korekto.

Bara banda lihé {{0} kiko asta ta grid- eskala di almasenahe? Puntra cinco persona, haya seis contesta. E consenso suelto ta cualkier cos riba 1 megawatt, pero mi a sinta door di panelnan di conferencia unda hende a argumenta riba esaki pa binti minuut. Aplicacion ta importa mas cu capacidad? Si bo tin 500 kilowatt sirbiendo un substation critico, esey ta conta?

Tin un fasilidat na California awor {{0} Aterizahe di Mos, mi ta pensa {{1} ku ta riba 400 MW. Kisas ta 450. Kisas 420. Punto ta, lumping esey hunto cu un proyecto di 1 MW ta sinti robes, pero e industria no a regla riba miho terminologia. Nos ta papiando di almacenahe cu en realidad ta afecta e operacionnan di red. No ta bo bisiña su Tesla Powerwall.

Ata loke ta gracioso. Tur hende ta papia di bateria awor, pero hidro pomp ainda ta domina e capacidad di almacenahe global. No ta ni cerca. Pomp awa subi ora coriente ta barata, lag’e core bek door di turbina ora cu prijsnan ta spike. Condado di Baño na Virginia ta haciendo esaki desde 1985. Mas di 3.000 MW. E efisiensia ta decente {{8} di biahe ida i buelta {{9} i e "combustibel" ta awa ku bo ta reusá indefinidamente.

Problema ta geografia. Bo mester di seronan, sitionan di reservorio adecua, luganan unda damnan di construccion lo no inunda nada hende ta preocupa. Mayoria bon sitionan Mericano a haya desaroya pa comienso di añanan 90. Proposicionnan nobo ta surgi de bes en cuando pero permitiendo ta tuma asina hopi tempo cu desaroyadornan por lo general ta entrega. Tin un proyecto na Montana cu ta den planeamento pa como 15 aña. Ainda no ta construi.

Aire comprimi ta existi tambe, apenas. Dos planta mundialmente: Huntorf na Alemania (1978) i McIntosh, Alabama (1991). Esey ta. E teknologia ta funshoná fini {{5} e aire di pomp den kuebanan bou di tera, liberashon pa medio di turbinanan despues - pero bo mester di geologia spesífiko. Salo dome of reservorionan di gas agota cu e propiedadnan corecto. Ambos mata existente ta kima gas natural durante expansion cual ta limita beneficionan ambiental. Diseñonan “adiabatico” mas nobo ta pretende cu nan por elimina kimamento di gas. Ningun a scala comercialmente.

Pues bateria. Tur hende ta entusiasma cu bateria awor pero no semper tabata asina. Gastonan tabata prohibitivo te kisas 2012{{4}2015. Tabatin un instalashon chikitu na Notree Biento Karño na Australia bèk na 2012, prueba-di-konsepto mas ku ekonomia viabel.

Despues Tesla a konstruí Hornsdale. 2017, Sur Australia, 100 MW / 129 MWh. Elon a hasi e apuesta di Twitter ei tokante konstruí esaki den 100 dia {{5} Elon {6} i nan a hasié den manera 63 dia. Hendenan a enfoca riba velocidad di construccion pero e storia real tabata actuacion. E bateria a gana placa manera mas lihe cu proyeccionnan pa medio di servicionan di regulacion di frecuencia.

Eigenlijk mi a bishitá un sentro di kòntròl di grid pafó di Adelaide kisas 6 luna despues ku Hornsdale a bai live. Ingenieronan ainda tabata zundra riba dje. Un tipo a mustra mi graficonan di respuesta di frecuencia. Ora cu frecuencia di grid a desvia di 50 Hz, e bateria tabata coregi den milisegundo. Generadornan convencional a tuma seconde pasobra bo ta literalmente draai turbina. “E ta manera compara un auto deportivo cu un trein di carga”, el a bisa.

E tempo di reaccion milisegundo ey ta importa enormemente pa cierto servicionan di red. Unabes ku utilidatnan a realisá ku bateria por a hasi kosnan ku generashon konvenshonal no por, aktitutnan a kambia lihé. Den un aña bo a cuminsa mira manera mas anuncio di proyecto.

E situacion di kimico ta messier cu publicacionnan di comercio ta sugeri. "Litio{1}}ion" no ta un kos. Multiple quimica ta wordo lumped hunto. Pa aplicacionnan di red, fosfato di hero di litio a gana basicamente. LFP, LiFePO4,bateria di fosfato di ion litio .{{0} diferente nòmber dependiendo di ken ta merkadea esaki.

E kímika aki awor ta representá kisas 60{{5}65% di instalashonnan nobo di Merka i europeo. Numbernan ta varia dependiendo di ken ta conta y kico nan ta inclui. E motibu ta práktiko: LFP ta manehá siklo di karga di karga mihó ku alternativanan manera NMC (kobanes di manganes nikel). Baha riesgo di candela tambe, cu ta importa ora bo ta stack containernan di envio yen di bateria den areanan residencial. Nos lo yega na candela despues.

Densidad di energia ta mas abou cu NMC pero pa almacenahe stacionario cu no ta importa. Bo no ta fit esaki bou di asiento di auto. Stack containernan te ora bo dal blanco di capacidad.

Baterianan di fluho ta keda haya cobertura. Sistemanan di redox di vanadio ta separa almacenahe di energia (tamaño di tanki) for di energia (tamaño di stack). Facilidad di Dali na China, encarga 2022, 100 MW / 400 MWh, actualmente mas grandi. Gastonan ta core mas halto cu litio pero bida di ciclo por surpasa 20.000 ciclo sin degradacion grandi.

Den teoria ku ta importá pa planifikashon di utilidatnan {{0} operashonnan di aña. Den práktika, e gastunan di litio ta baha mas lihé ku baterianan di fluho ta sera e brecha. Baterianan di fluho ta “tocante pa avance” pa por lo menos un decada. Cuminsando pa sona manera energia di fusion.

Alemania a figura e problema di almacenahe manera duro. Alrededor di 2011-2012 diripiente nan tabatin gigawatts di solar riba dak for di nan empuhe di Energiewende. Merdia riba dianan di solo, generacion a spike. Nubianan a roll door, baha pa gigawatts. Lihé.

Operadornan di grid cu a pasa henter carera manehando curvanan di demanda predecibel awor a atende cu curvanan di oferta cu a move mas lihe cu nan por a reacciona. Cambio di paradigma completo. Un operadó ku mi a papia kuné na un konferensia di Berlin {{2} esaki tabata 2016 kisas {{4} a bisa ku e promé biaha ku el a mira generashon baha 5 GW den 20 minüt, el a pensa ku su sistema di monitoreo tabata kibra.

Biento ta haci cosnan similar pero diferente escala di tempo. High- sistema di presion ta staciona riba parkenan di biento y generacion ta baha te na casi nada. Keda eynan pa dianan. Bo no por yama un parke di molina di biento pa 6 PM y bis’e pa genera mas pasobra hende ta cena di cushina na cas. No ta funciona asina.

Tempo di respuesta ta critico pa algun aplicacion. California ISO ta rekerí ku servisio di regulashon di frekuensha ta dal pleno poder denter di 10 minüt. Kisas ta 8 minüt, mi ta mester kontrolá specs. Algun servisio mester di sub- di dos kontesta. Bateria ta sobresalí aki {{7} reakshonnan elektrokímiko ta básikamente instantáneo for di perspektiva di operadó di grid.

Hidro pomp mester di 10-15 seconde pa fluho di awa pa acelera pa medio di turbina, mas operacionnan di klep. E gap ey ta importa pa regulacion di frecuencia. No ta importa mucho pa rasca pico unda bo ta descargando pa oranan largo.

Eficiencia ta determina si proyectonan ta gana placa. Matematica basico: tienda 100 MWh, recupera 90 MWh, bo a perde 10% tur ciclo. Litio ta dal 85-95% dependiendo di configuracion y con duro bo ta pusha esaki. Bateria di fluho mas manera 65-75%. Parce menor pero ciclismo diariamente pa 15 aña, cu eficiencia delta ta compone na miyones den diferencia di entrada. Kisas decenas di miyones pa proyectonan mas grandi.

Bida di siklo ta bira kompliká. Mayoria sistema di lithium di red ta opera 20{{5}80% di estado di carga en bes di full ciclismo. Sakrifisio di 40% di kapasidat di plachi di nòmber pa dòbel òf tripel di bida operashonal. Economia ta traha pasobra reemplasa bateria mid-proyecto ta realmente caro. Miho pa oversize inicialmente.

grid-scale energy storage

Ley di Reduccion di Inflacion na 2022 realmente a cambia mercadonan Mericano. Laga e reclama di almacenahe independiente 30% di creditonan di impuesto riba inversion. Prome cu e almacenahe ey solamente a cualifica pareha cu solar of biento, cu tabata politica bobo pero ta asina el a wordo skirbi.

Despues ku IRA a pasa, anunsionan di proyekto a inundá den E kue di interkonekshon tabatin {{1} GW di almasenahe pa mitar di 2023. Cualkier persona cu ta conoci cu filanan di interconexion sa cu mayoria proyecto nunca ta wordo construi aunke. E tasanan di finalisacion historico ta core 20-30% den miho caso.

Mi tabata na un conferencia di desaroyador na Houston aña pasa - tipo di un di e fabricantenan grandi Chines a bisa cu nan no por a keda na altura di e demanda Mericano. “Nos ta añadiendo liñanan di produccion pero tin 18 luna lead time riba ekipo.” Limitacionnan di cadena di suministro tur caminda.

Almacenahe global a bati alrededor di 27-28 GW pa 2023 dependiendo di kon bo ta konta. 90% di kresementu a sosodé for di 2018. Merka a añadí 4.8 GW na 2022 so, kisas tabata 5.2, mi ta bai for di memoria. California i Texas ta dominá despliegue pa motibunan kompletamente diferente. California tin mandatonan di polítika ku ta impulsá integrashon di renovabel. Texas tin e energia di ERCOT- so ta krea volatilidad di preis masivo. Operadornan di almacenahe ta stima volatilidad - explota e swingnan di prijs ey.

Gastonan a colapsa di riba $500/kWh na 2015 pa $150-200/kWh pa 2023 pa sistemanan completo. Tin hende ta reclama mas abao pero $150-200 ta loke mi a mira pa proyectonan real. Eskala di fabrikashon prinsipalmente, kompetensia brutal bou di fabrikantenan di celnan Chines i Koreano.

Modelonan di entrada ta varia salvahe pa mercado. Texas ERCOT ta laga almacenahe bid directamente den mercadonan di energia. E Tormenta di Invierno ey Uri ehempel for di comienso {{2} algun operador a clear $10+ miyon, kisas $12 miyon, mi a tende diferente cifra. No ta normal aunke.

Operashonnan típiko ta enserá stacking fluhonan di entrada: arbitrahe di energia (kabra barata, deskargá karu), pagonan di kapasidat, regulashon di frekuensha, de bes en kuando diferensia di transmishon. SGIP di California ta tira incentivonan dilanti riba dje, specialmente pa facilidadnan critico.

Un operadó a bisa mi - for di registro na un bar durante un konferensia {{1} ku mitar di nan entrada proyektá ta bini di servisio ku no tabata eksistí sinku aña pasá. "Nos ta trahando esaki segun cu nos ta bay. Operadornan di grid ta figurando kico bateria por haci den tempo real."

Duracion ta keda e limitacion obvio y e ta frustrante. Mayoria di sistemanan ta descarga 2{{4}4 ora na poder rated. Perfecto pa piconan di anochi ora cu baha. Completamente inútil pa almacenahe di varios dia durante eventonan di tempo extendi.

Tecnologianan pa duracion mas largo ta keda haya anuncia cu comunicadonan grandi di prensa. Sistemanan di aire comprimi, sistemanan di almacenahe termico. Despliegue comercial ta keda escapatori. Tur hende kier 8+ ora di almasenahe, algun kier 12 òf 24. Ningun hende a figura ekonomia na eskala ainda.

Tin literalmente startupnan hisando bloki di beton cu grua pa warda energia. Ta sona ridiculo pero e fisico ta funciona. Ningun a scala aunke. Mescos cu almacenahe termico.

Degradacion di bateria bou di patronchi di ciclismo real ta sigui operadornan sorprendente, cu ta molestia mi pasobra bo lo kere cu nos lo a figura esaki pa awor.

Prueba di laboratorio no ta pronostica bon rendimento. Instalashonnan tempran - 2018, 2019 di tempu - a siklo mas agresivo ku plania, kòrta bida operashonal manera mas lihé ku a spera, forsa di garantia di revishon. Mihó modelonan di degradashon ta eksistí awor pero insiguridat ta keda tokante e rendimentu di aña 10+, spesialmente segun ku strategianan di despacho ta evolushoná.

No por test 15 aña di operacion den e timelinenan di desaroyo di 2 aña. E ta imposibel. Un ingeniero na NREL a bisa mi cu nan ta construyendo modelonan probabilistico basa riba datonan limita di veld. "Nos ta extrapolando for di 5 aña di operacion pa pronostica 20 aña. E ta adivinacion educa."

Siguridad di candela no a disparce apesar di mehoracion di normanan. Kandela di McMicken na Arizona {{1} di aprel {{2} ta keda mas serio insidente. Explosion a herida cuater bombero, por tabata catastrofico.

Mi a papia cu un di e prome respondernan den un conferencia di seguridad. El a bisa cu ora nan a yega, protocolnan standard a bisa cu spuit awa riba candela di bateria. A cuminsa haci esey. Despues el a explota. “Ningun hende a bisa nos cu e cosnan aki por bay termico hunta hasta despues cu e candela a mira pafo”.

E evento ei a revelá kon malu e industria a komprondé propagashon termal den sistemanan. Nos a kere cu nos tabata sa. A resulta cu nos no a haci’e. Normanan di test a mehora substancialmente despues. UL 9540A a bira e benchmark tur hende ta referensia.

Pero tur kimico di cel nobo mester di evaluacion for di cero. No ta tur bendedó ta sigui práktikanan di diseño idéntiko pa espasio di sèl, friamentu, supreshon di kandela. Algun ta hasi desnudo di rekisitonan di kódigo. Otronan ta overingeniero. No semper por bisa for di mercadeo cua acerca un proyecto ta uza. Esey ta un problema.

Sur di Australia ta duna bista riba futuro di penetrashon. Casi 300 MW di almacenahe cu ta sirbi mas o menos 2.000 demanda pico pa 2022. Esey ta manera 15% di e demanda maximo den capacidad di almacenahe. Substancial.

A cambia fundamentalmente e operacionnan di red. Pero regimen hopi diferente cu Texas of California unda almacenahe ta keda porcentahe chikito di capacidad total. Bo por skala e aserkamentu di Sur Australia pa ERCOT? Kisas, kisas no.

Mi a puntra un operadó di ret di Sur Australia tokante esaki den un konferensia. Su contesta: "Nos ta e caso di prueba. Si e kibra aki, por lo menos nos ta suficiente chikito cu e fracaso ta contene." No ta eksaktamente konfiansa-inspirá pero honesto.

grid-scale energy storage

NREL ta proyektá algu manera 250+ GW di almasenahe di Merka pa 2050 bou di senarionan renobábel haltu. Of tabata 300 GW? Mi ta mester wak’é. Si esey ta materialisa ta depende di asina hopi factor. Reduccionnan di gasto continuo obviamente. Sosten di politica ta keda na su luga, cu nunca ta garantisa. Operadornan di grid en realidad ta cambiando practicanan operacional en bes di djis papia riba dje.

Algun proyeccion di cinco aña pasa caba ta mustra conservativo. Despliegue a surpasa pronosticonan anterior. Pero otro proyeccionnan por resulta salvahemente optimista si suposicionnan clave no ta tene of algo inespera sosode. Duro pa bisa.

E kimiconan nobo ta keda surgi for di laboratorionan di investigacion. Sodio-ion ta primintí mas abou gastunan material pasobra bo no ta usando litio. Zinc- ta reclama densidad mas halto. Algun otro kos mi ta lubidá probablemente. Algun desplasá litio-ion pa aplikashonnan di grid? Probablemente no kompletamente, ta mi suposishon. Tecnologianan di titular tin e nobonan di escala di fabricacion no por match lihe. Ta tuma añanan pa construi fabricanan.

Mas probablemente diferente kímika ta haña nishi spesífiko a base di forsanan partikular. Mercado ta birando suficiente diverso pa sostene multiple enfoke, asumiendo cu en realidad nan ta yega na escala comercial y no djis keda den proyectonan piloto pa semper.

Almacenahe a cuminsa como solucion intermitencia renovabel pero a evoluciona mas amplio. Awor ta un herment pa flexibilidad di red sin importa e fuente di generacion. Remplasa turbinanan di combustion pa regulacion di frecuencia. Diferí upgradenan di transmishon karu dor di manehá aglomerashon lokal. Proporciona preto-distart capacidad pa restauracion di red despues di interupcionnan grandi.

E aplicacionnan aki ta importa si penetracion renovabel ta dal 80% of ta keda pega na 40% of unda cu e termina.

Ekonomia ta keda mehorá inkrementalmente. Escala di fabricacion ta impulsa gastonan abou tur aña. Rendimentu di bateria {{2} densidat di energia, bida di siklo, tur esei - ta mehorá inkrementalmente tambe. Sea ku almasenahe ta bira solushon di fleksibilidat dominante òf djis un opshon entre vários (kontesta di demanda, mehorashon di transmishon, mihó pronóstiko) ta keda pregunta habrí ku probablemente lo no haña kontesta pa un òf dos dékada mas.

Loke si ta parce cla: rednan ta cambiando den maneranan fundamental. Tecnologianan di almacenahe {{1} cualkier forma cu nan ta tuma {{2} ta permitiendo hopi di e cambio ey. Esey hopi ta parce basta sigur.

Atrás na e operadó di Texas ei durante Tormenta di Invierno Uri. Despues cu prijsnan a cay bek riba normalidad y e crisis a pasa, mi a puntr’e kico el a siña. Pausa largo. "Cu bateria por haci e trabou. Pero tambe cu ningun hende sa realmente kico nan ta haciendo ainda. Nos tur ta figurando esaki hunto."

Sinti riba drechi.

EIA ta publica estadisticanan mensual di almacenahe. Basta confiabel aunke ta sali cu lag. Bloomberg NEF ta hasi perspektivanan anual, mester di abonamentu karu. NREL ta mantené e basenan di dato di rendimentu, e datonan ta keda atras ku 12-18 luna. Ainda ta util pa metanan academico.

Mackenzie di Madera y firmanan similar ta publica pronosticonan. Track registro di exactitud- sabi riba escala di tempo mas largo a wordo, laga nos bisa mixto. Nan a subestima consistentemente e tasanan di despliegue di 2018-2022. Gracioso den retrospecto.

Publikashonnan di komersio manera Utilidat Dive i Energia Notisia di Notisia ta kubri proyektonan basta bon. Tend’é den direkshon di enkuadramentu optimista sinembargo. Mitar di e cosnan cu nan ta anuncia como “bini pronto” nunca ta yega na operacion comercial. Tuma cu salo.

Tene combersacionnan util durante añanan cu ingenieronan na Rednan di California ISO, ERCOT, Coriente Sur Australia, mas operadornan na varios conferencia (Austin, San Diego, Berlin, Adelaide). Mayoria cos informativo a bin di combersacionnan di bar despues cu panelnan oficial a termina.

E coriente di datonan te cu 2023 of comienso di 2024. Industria ta cambia suficiente lihe bo mester verifica cifranan specifico si ta uza nan pa cualkier cos importante. No djis sita e artíkulo aki - Mi ta algun persona riba internet.