Utilitários estão investindo em grandes baterias em vez de construir novas usinas

Devido a seus custos decrescentes, as baterias de íons de lítio agora dominam uma variedade de aplicações, incluindo veículos elétricos, computadores e eletrônicos de consumo. 

Devido a seus custos decrescentes, baterias de iões de lítio agora dominam uma gama de aplicações, incluindo veículos elétricos, computadores e eletrônicos de consumo.

Você pode pensar apenas em armazenamento de energia quando seu laptop ou celular está ficando sem energia, mas os utilitários podem conectar versões maiores na rede elétrica. E graças ao rápido declínio preços da bateria de iões de lítio, Utilizando armazenamento de energia para aumentar a capacidade de geração de eletricidade.

Baseado em nossa pesquisa on custos e desempenho de armazenamento de energia na Carolina do Norte e nossa análise Do papel potencial que o armazenamento de energia pode desempenhar nos próximos anos, acreditamos que as concessionárias devem se preparar para o advento de baterias baratas em escala de grade e desenvolver planos flexíveis de longo prazo que economizarão o dinheiro dos consumidores.

Utilitários estão investindo em grandes baterias em vez de construir novas usinas Toda a nova capacidade de eletricidade em escala de serviço público que entra em operação nos Estados Unidos em 2019 será gerada por meio de gás natural, energia eólica e solar, à medida que o carvão, a energia nuclear e algumas usinas a gás forem fechadas. Administração de Informação de Energia dos EUA

A demanda de pico é cara

A quantidade de eletricidade utilizada pelos consumidores varia de acordo com a hora do dia e entre os dias da semana e os fins de semana, assim como sazonalmente e anualmente, à medida que todos realizam seus negócios.

Essas variações podem ser enormes.

Por exemplo, os horários em que os consumidores usam mais eletricidade em muitas regiões são quase o dobro da média quantidade de energia que eles normalmente consomem. As concessionárias freqüentemente atendem a demanda de pico construindo usinas geradoras de gás natural, custos de construção mais baixos e capacidade de operar quando são necessários.

No entanto, é caro e ineficiente construir essas usinas de energia apenas para atender a demanda nesses horários de pico. É como comprar uma van grande que você só usará nos três dias do ano em que seu irmão e seus três filhos o visitarem.

A grade requer energia fornecida quando necessário e o uso varia consideravelmente ao longo do dia. Quando baterias conectadas à rede ajudar a fornecer eletricidade suficiente para atender à demanda, as concessionárias não precisam construir tantas usinas de energia e linhas de transmissão.

Dada a duração da infraestrutura e a rapidez com que os custos da bateria estão diminuindo, as concessionárias agora enfrentam novos desafios de planejamento de longo prazo.

Utilitários estão investindo em grandes baterias em vez de construir novas usinas As baterias em escala de grade estão sendo instaladas de costa a costa, como indica este snapshot da 2017. Fonte: US Energy Information Administration, Tendências do mercado de armazenamento de baterias nos EUA, 2018.

Baterias mais baratas

Cerca de metade da nova capacidade de geração construída nos EUA anualmente, uma vez que a 2014 veio da energia solar, eólica ou outras fontes renováveis. As usinas de gás natural representam o resto, mas, no futuro, essa indústria pode precisar competir com o armazenamento de energia para fatia de mercado.

Na prática, podemos ver como o ritmo de gás natural a construção da usina pode desacelerar em resposta para esta nova alternativa.

Até agora, as concessionárias instalaram apenas equivalente a uma ou duas usinas tradicionais em projetos de baterias de íons de lítio em escala de grade, tudo desde 2015. Mas do outro lado Califórnia, Texas, Centro-Oeste e Nova InglaterraEsses dispositivos estão beneficiando a rede geral, melhorando as operações e colmatando as lacunas quando os consumidores precisam de mais energia do que o normal.

Com base em nossa própria experiência em rastrear os custos das baterias de íons de lítio, vemos o potencial para essas baterias serem implantadas em uma escala muito maior e interromper o negócio de energia.

Quando nos foi dado aproximadamente um ano para realizar um estudo sobre o benefícios e custos de armazenamento de energia na Carolina do Norte, acompanhar o ritmo dos avanços tecnológicos e aumentar a acessibilidade foi uma luta.

Os custos projetados da bateria mudaram tanto desde o início até o final de nosso projeto que nos encontramos correndo no final para atualizar nossa análise.

Uma vez que as concessionárias possam aproveitar facilmente essas enormes baterias, elas não precisarão de tanta capacidade nova de geração de energia para atender à demanda de pico.

Planejamento utilitário

Mesmo antes que as baterias pudessem ser usadas para armazenamento de energia em larga escala, era difícil para as concessionárias fazer planos de longo prazo devido à incerteza sobre o que esperar no futuro.

Por exemplo, a maioria dos especialistas em energia não antecipou o declínio preços do gás natural devido à propagação de fraturamento hidráulico, ou fracking, começando cerca de uma década atrás - ou o incentivo que iria fornecer utilitários para eliminar as usinas termoelétricas a carvão.

Nos últimos anos, energia solar e poder do vento os custos caíram muito mais rápido que o esperado, deslocando também o carvão - e em alguns casos o gás natural - como fonte de energia para geração de eletricidade.

Algo que aprendemos durante nosso estudo de armazenamento é ilustrativo.

Descobrimos que as baterias de íon de lítio nos preços da 2019 eram um pouco caras demais na Carolina do Norte para competir com o gás natural. plantas de pico - as usinas de gás natural usadas ocasionalmente quando a demanda por eletricidade aumenta. No entanto, quando modelamos os preços projetados das baterias 2030, o armazenamento de energia provou ser o opção econômica.

Estado federal e até mesmo alguns locais As políticas são outro curinga. Por exemplo, os legisladores democratas delinearam a New Deal Verde, um plano ambicioso que poderia abordar rapidamente a mudança climática e a desigualdade de renda ao mesmo tempo.

E não importa o que aconteça no Congresso, o cada vez mais frequente ataques de Clima extremo bater nos EUA também é caro para serviços públicos. Secas reduzem a energia hidrelétrica saída e Ondas de calor aumentam o uso de eletricidade.

Utilitários estão investindo em grandes baterias em vez de construir novas usinas A usina Scattergood, em Los Angeles, é uma das três usinas a gás natural que devem ser desligadas pela 2029. Foto AP / Marcio Jose Sanchez

O futuro

Vários utilitários já estão investindo em armazenamento de energia.

Utilitário da Califórnia Pacific Gas & Electric, por exemplo, obteve permissão dos reguladores para construir um sistema de baterias de armazenamento de energia 567.5 megawatt massivo perto de San Francisco, embora o falência da concessionária poderia complicar o projeto.

Empresa elétrica havaiana está buscando aprovação para projetos que estabelecessem várias centenas de megawatts de armazenamento de energia nas ilhas. E Arizona Public Service e Porto Rico Electric Power Authority também estão pesquisando opções de armazenamento.

Acreditamos que essas e outras decisões reverberarão nas próximas décadas. Se as concessionárias calcularem mal e gastarem bilhões em usinas elétricas, elas não precisarão investir em armazenamento de energia, mas seus clientes poderiam pagar mais do que deveriam para manter as luzes até o meio deste século.A Conversação

Sobre o autor

Jeremiah Johnson, professor associado de engenharia ambiental, Universidade Estadual da Carolina do Norte e Joseph F. DeCarolis, professor associado de engenharia ambiental, Universidade Estadual da Carolina do Norte

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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