Come ogni sistema di parti mobili, il settore elettrico statunitense mantiene un delicato equilibrio. Qualsiasi cambiamento nella varietà di fattori che lo compongono, che si tratti di tecnologia, politica, o cambiamenti di mercato, ha il potenziale per orientare la sua direzione futura.

Per informare meglio le parti interessate del sistema energetico su queste relazioni causa-effetto, NREL ha pubblicato il suo report sugli scenari standard del 2019 e il visualizzatore di dati. Aggiornato annualmente dalla sua introduzione nel 2015, l'analisi degli scenari standard fornisce uno sguardo coerente e tempestivo sulle possibili evoluzioni del settore elettrico fino al 2050.

Costruire un database lungimirante

Il rapporto 2019 include 36 scenari lungimiranti, sei dei quali sono unici per l'analisi aggiornata di quest'anno. Questi scenari catturano una gamma di possibili futuri del sistema di alimentazione, considerando i fattori "standard" che influiscono sull'evoluzione del sistema di alimentazione, compresi i costi della tecnologia, prezzi del carburante, crescita della domanda, e le attuali proiezioni politiche.

"Utilizziamo questa vasta gamma di scenari per comprendere meglio i potenziali cambiamenti nel settore energetico, ", ha affermato l'analista senior del NREL Wesley Cole, autore principale dello studio. "Per esempio, nel rapporto di quest'anno abbiamo esaminato come i generatori variabili come l'eolico e il solare possono contribuire all'affidabilità della rete in condizioni di energia rinnovabile alta e bassa".

Accanto alla relazione, lo Standard Scenarios Results Viewer è uno strumento interattivo che consente agli utenti di condurre le proprie analisi indipendenti attingendo alla modellazione e alle competenze utilizzate per creare gli scenari. Gli utenti possono confrontare il modo in cui le diverse tecnologie, come il biopower, nucleare, o eolico terrestre:contribuiscono alla produzione o alla capacità totale di elettricità stimata nel tempo. Possono anche estrarre dati specifici dello stato per valutare le tendenze regionali.

L'analisi degli scenari standard utilizza i più recenti dati sui costi e sulle prestazioni della tecnologia dalla linea di base annuale della tecnologia del NREL, nonché due degli strumenti di modellazione energetica di punta del NREL:il modello ReEDS (Regional Energy Deployment System) recentemente rilasciato pubblicamente e il modello Distributed Generation Market Demand (dGen). I modelli ReEDS e dGen proiettano l'evoluzione del settore energetico su scala di utilità e l'adozione del fotovoltaico distribuito (FV), rispettivamente, utilizzando le definizioni degli scenari standard per specificare gli input del modello. Il modello ReEDS prende un sistema a livello, approccio al minor costo quando si prendono decisioni, mentre dGen utilizza un approccio di adozione incentrato sul cliente.

Scenari standard, Risultati complessi

Supportato dall'Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), l'analisi degli scenari standard sfrutta l'attuale attività di EERE per comprendere meglio i fattori individuali e interconnessi che influenzano il settore elettrico. Lo sforzo mira a creare un solido quadro di dati sui costi e sulle prestazioni della tecnologia, nonché osservazioni degne di nota, che possono aiutare a informare il processo decisionale delle parti interessate in merito alla direzione futura del settore energetico degli Stati Uniti.

Il rapporto sugli scenari standard di quest'anno esplora tre temi chiave in base ai risultati dello scenario modellato, descrivendo l'evoluzione del settore energetico degli Stati Uniti nel contesto delle tendenze recenti e dei cambiamenti previsti:

Come cambiano i diversi ricavi tecnologici con l'evoluzione del mix di generazione:i generatori di energia ricevono entrate da quattro categorie principali di servizi di rete:riserve di pianificazione, riserve operative, fornire energia, e il rispetto delle politiche statali. I ricavi per questi servizi di rete variano nel tempo e in base allo scenario, ma le tendenze generali mostrano un aumento delle entrate delle riserve energetiche e di pianificazione e una diminuzione delle entrate delle riserve operative. Tali cambiamenti potrebbero a loro volta influenzare i mercati e le normative reali, ma questa analisi non esplora questi effetti di mercato.

Come viene mantenuta l'adeguatezza delle risorse all'aumentare della generazione variabile:a una penetrazione elevata o crescente dell'energia rinnovabile variabile (VRE), comprese le centrali termiche o idroelettriche esistenti, così come le tecnologie di storage emergenti:le tecnologie non variabili continuano a fornire in gran parte i requisiti di adeguatezza delle risorse del sistema, nonostante i contributi VRE.

Come questi cambiamenti si verificano a livello regionale negli Stati Uniti:i cambiamenti nei mix di generazione regionali sono guidati dai costi della tecnologia, politiche statali, e qualità delle risorse. Mentre gli stati possono allinearsi con tendenze nazionali più ampie, come il passaggio dal carbone al gas naturale, vento, o tecnologie solari:esiste ancora una variazione regionale significativa all'interno della rete nazionale.

"Fornendo approfondimenti come questi, miriamo a migliorare la robustezza e la comparabilità della vasta gamma di analisi del settore elettrico che si verificano in tutto il settore, " Cole ha detto. "I nostri dati aiutano ad accelerare queste analisi stabilendo le linee di base per il lavoro correlato".

Lo studio in definitiva aiuta a illustrare come i fattori economici e ambientali influenzano il settore elettrico. Con osservazioni utili per gli accademici, ricercatori di laboratorio, e politici allo stesso modo, i risultati degli scenari standard possono indurre le principali parti interessate a considerare e affrontare nuove domande sull'analisi energetica.

Le osservazioni di cui sopra sono dettagliate nello Standard Scenarios Report 2019, ora disponibile per il download. Per esplorare i risultati del modello, accedere allo strumento Visualizzatore risultati degli scenari standard interattivo.