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  • Le utility stanno iniziando a investire in grandi batterie invece di costruire nuove centrali elettriche

    Questo è ciò che un 5 megawatt, sembra un sistema di accumulo di energia agli ioni di litio. Credito:Pacific Northwest National Laboratory

    A causa dei loro costi decrescenti, le batterie agli ioni di litio ora dominano una gamma di applicazioni tra cui veicoli elettrici, computer ed elettronica di consumo.

    Potresti pensare all'accumulo di energia solo quando il tuo laptop o cellulare sta esaurendo la carica, ma le utenze possono collegare versioni più grandi alla rete elettrica. E grazie al rapido calo dei prezzi delle batterie agli ioni di litio, utilizzando l'accumulo di energia per aumentare la capacità di generazione di elettricità.

    Sulla base della nostra ricerca sui costi e sulle prestazioni di stoccaggio dell'energia in North Carolina, e la nostra analisi del ruolo potenziale che lo stoccaggio di energia potrebbe svolgere nei prossimi anni, crediamo che le utility dovrebbero prepararsi all'avvento di batterie economiche su scala di rete e sviluppare flessibili, piani a lungo termine che faranno risparmiare denaro ai consumatori.

    Il picco della domanda è costoso

    La quantità di elettricità utilizzata dai consumatori varia a seconda dell'ora del giorno e tra i giorni feriali e i fine settimana, così come stagionalmente e annualmente mentre tutti fanno i loro affari.

    Queste variazioni possono essere enormi.

    Per esempio, i periodi in cui i consumatori utilizzano la maggior parte dell'elettricità in molte regioni è quasi il doppio della quantità media di energia che consumano normalmente. I servizi pubblici spesso soddisfano i picchi di domanda costruendo centrali elettriche alimentate a gas naturale, grazie ai loro costi di costruzione inferiori e alla capacità di operare quando sono necessari.

    Tutta la nuova capacità elettrica su scala industriale che entrerà in funzione negli Stati Uniti nel 2019 sarà generata attraverso il gas naturale, energia eolica e solare come carbone, nucleare e alcune centrali a gas chiudono. Credito:U.S. Energy Information Administration

    Però, è costoso e inefficiente costruire queste centrali elettriche solo per soddisfare la domanda in quelle ore di punta. È come acquistare un grande furgone che utilizzerai solo per i tre giorni all'anno in cui tuo fratello ei suoi tre figli vengono a trovarti.

    La rete richiede energia fornita proprio quando serve, e l'uso varia considerevolmente durante il giorno. Quando le batterie collegate alla rete aiutano a fornire elettricità sufficiente per soddisfare la domanda, le utility non devono costruire altrettante centrali elettriche e linee di trasmissione.

    Data la durata di questa infrastruttura e la rapidità con cui i costi della batteria stanno diminuendo, le utility ora devono affrontare nuove sfide di pianificazione a lungo termine.

    Batterie più economiche

    Circa la metà della nuova capacità di generazione costruita negli Stati Uniti ogni anno dal 2014 proviene dal solare, eolico o altre fonti rinnovabili. Gli impianti a gas naturale costituiscono gran parte del resto, ma in futuro, che l'industria potrebbe dover competere con lo stoccaggio di energia per la quota di mercato.

    In pratica, possiamo vedere come il ritmo della costruzione di centrali elettriche alimentate a gas naturale potrebbe rallentare in risposta a questa nuova alternativa.

    Le batterie su scala di rete vengono installate da costa a costa, come indica questa istantanea del 2017. Credito:U.S. Energy Information Administration, Tendenze del mercato degli accumulatori a batteria negli Stati Uniti, 2018.

    Finora, le utility hanno installato solo l'equivalente di una o due centrali elettriche tradizionali in progetti di batterie agli ioni di litio su scala di rete, tutto dal 2015. Ma in tutta la California, Texas, il Midwest e il New England, questi dispositivi stanno avvantaggiando la rete complessiva migliorando le operazioni e colmando le lacune quando i consumatori hanno bisogno di più energia del solito.

    Sulla base della nostra esperienza nel monitoraggio dei costi delle batterie agli ioni di litio, vediamo il potenziale per queste batterie di essere implementate su una scala molto più ampia e di interrompere il business energetico.

    Quando ci è stato concesso circa un anno per condurre uno studio sui benefici e sui costi dell'accumulo di energia nella Carolina del Nord, tenere il passo con i progressi tecnologici e aumentare l'accessibilità è stata una lotta.

    I costi previsti della batteria sono cambiati in modo così significativo dall'inizio alla fine del nostro progetto che alla fine ci siamo trovati di corsa ad aggiornare la nostra analisi.

    Una volta che le utility possono facilmente sfruttare queste enormi batterie, non avranno bisogno di tanta nuova capacità di generazione di energia per soddisfare la domanda di picco.

    Credito:la conversazione

    Pianificazione delle utenze

    Anche prima che le batterie potessero essere utilizzate per lo stoccaggio di energia su larga scala, è stato difficile per le utility fare piani a lungo termine a causa dell'incertezza su cosa aspettarsi in futuro.

    Per esempio, la maggior parte degli esperti di energia non ha previsto il drammatico calo dei prezzi del gas naturale dovuto alla diffusione della fratturazione idraulica, o fracking, a partire da circa un decennio fa – o l'incentivo che avrebbe fornito servizi pubblici per eliminare gradualmente le centrali elettriche a carbone.

    Negli ultimi anni, i costi dell'energia solare ed eolica sono diminuiti molto più velocemente del previsto, anche sostituendo il carbone – e in alcuni casi il gas naturale – come fonte di energia per la produzione di energia elettrica.

    Qualcosa che abbiamo imparato durante il nostro studio sullo storage è illustrativo.

    Abbiamo scoperto che le batterie agli ioni di litio ai prezzi del 2019 erano un po' troppo costose nella Carolina del Nord per competere con gli impianti di punta del gas naturale, gli impianti di gas naturale utilizzati occasionalmente quando la domanda di elettricità aumenta. Però, quando abbiamo modellato i prezzi delle batterie previsti per il 2030, l'accumulo di energia si è rivelato l'opzione più conveniente.

    Credito:la conversazione

    Federale, stato e anche alcune politiche locali sono un altro jolly. Per esempio, I legislatori democratici hanno delineato il Green New Deal, un piano ambizioso che potrebbe affrontare rapidamente il cambiamento climatico e la disuguaglianza di reddito allo stesso tempo.

    E qualunque cosa accada al Congresso, anche gli attacchi sempre più frequenti di condizioni meteorologiche estreme che colpiscono gli Stati Uniti sono costosi per i servizi pubblici. La siccità riduce la produzione di energia idroelettrica e le ondate di calore aumentano il consumo di elettricità.

    Il futuro

    Diverse utility stanno già investendo nello stoccaggio di energia.

    Utility della California Pacific Gas &Electric, Per esempio, ottenuto il permesso dalle autorità di regolamentazione per costruire un enorme sistema di batterie di accumulo di energia da 567,5 megawatt vicino a San Francisco, anche se il fallimento dell'utility potrebbe complicare il progetto.

    La Hawaiian Electric Company sta cercando l'approvazione per progetti che stabiliranno diverse centinaia di megawatt di accumulo di energia in tutte le isole. E anche il servizio pubblico dell'Arizona e l'Autorità per l'energia elettrica di Porto Rico stanno esaminando le opzioni di stoccaggio.

    Riteniamo che queste e altre decisioni si ripercuoteranno nei decenni a venire. Se le utility calcolano male e spendono miliardi in centrali elettriche, si scopre che non ne avranno bisogno invece di investire nello stoccaggio di energia, i loro clienti potrebbero pagare più di quanto dovrebbero per mantenere le luci fino alla metà di questo secolo.

    Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.




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