Ang mga operator ng grid ay nagtatapon ng pera sa problema sa imbakan sa loob ng maraming taon, at ang mga resulta ay nasa lahat ng dako. Nakikita ng ilang merkado ang paglaki ng mga pag-install nang mas mabilis kaysa sa hinulaang sinuman, habang ang iba ay hindi makakakuha ng mga proyekto sa pamamagitan ng pagpapahintulot sa kabila ng mga halatang pangangailangan.
Ang hindi pagkakatugma sa pagitan ng henerasyon at pag-load ay hindi bago. Walang ginagawa ang solar sa gabi, namamatay ang hangin sa mga panahon ng kalmado, at kailangang panatilihing bukas ng isang tao ang mga ilaw. Ang malalaking sistema ng pag-iimbak ng enerhiya ay patuloy na nakaposisyon bilang solusyon, ngunit ang mga pattern ng deployment ay nagmumungkahi na ang mga kinakailangan sa ekonomiya at teknikal ay lubhang nag-iiba depende sa mga lokal na kondisyon.
Bakit mag-deploy ng malalaking sistema ng imbakan ng enerhiya?
Walang isang sagot. Ang regulasyon ng dalas ay nangangailangan ng millisecond na mga oras ng pagtugon. Ang arbitrage ng enerhiya ay nangangailangan ng mga oras ng tagal. Ang peak shaving ay nangangailangan ng iba't ibang pattern ng pagbibisikleta kaysa sa backup power. Ang mga operator ng grid ay nangangailangan ng mga tool na kayang humawak ng maraming kinakailangan, at ibinigay ito ng mga tradisyunal na power plant sa pamamagitan ng mga likas na katangian na kailangang kopyahin ng mga baterya sa pamamagitan ng software at mga kontrol.
Nag-install ang China ng mahigit 16 GW ng bagong grid-scale storage noong 2023 lang. Ang bilang na iyon ay dwarfs kung ano ang pinagsama ng Europa at North America na pinamamahalaang i-deploy. Ang agwat ay sumasalamin sa mga pakinabang sa pagmamanupaktura, agresibong suporta sa patakaran, at mas kaunting mga hadlang sa regulasyon sa koneksyon sa grid. Kung ang ibang mga rehiyon ay maaaring isara ang agwat na iyon ay nananatiling kaduda-dudang dahil sa kung gaano naging matatag ang mga kalamangan na iyon.
Ang Tesla's Hornsdale Power Reserve sa South Australia ay nagpatakbo noong 2017 sa kapasidad na 100 MW / 129 MWh at nabayaran ang sarili nito sa loob ng humigit-kumulang tatlong taon batay sa mga ulat ng operator mula sa https://arena.gov.au. Ngunit nakinabang ang proyektong iyon mula sa mga partikular na kundisyon ng merkado sa South Australia na hindi umiiral sa lahat ng dako - mataas na pagkasumpungin ng presyo ng pakyawan, mga tumatandang interconnector, at mga kinakailangan sa regulasyon ng dalas na pinahahalagahan ang mga oras ng mabilis na pagtugon nang higit sa tagal.
Tagal at densidad ng trade-offs
Ang mga baterya ng Lithium-ion ay nagbibigay sa iyo ng 2-4 na oras na discharge sa rate na kapangyarihan. Ang density ng enerhiya ay nasa paligid ng 250-340 Wh/kg para sa kasalukuyang mga kemikal. Gumagana nang maayos ang mga detalyeng iyon para sa pang-araw-araw na serbisyo sa pagbibisikleta at dalas ngunit kulang kapag kailangan mo ng pana-panahong pag-iimbak o kakayahan sa pag-backup ng maraming araw.
Maganda ang round-episyente ng 85-95% hanggang sa isaalang-alang mo ang pagkasira sa loob ng 15-20 taong tagal ng proyekto. Hindi linear ang capacity fade, ang mga auxiliary load ay kumakain ng available na enerhiya, at ang thermal management ay gumagamit ng power na hindi lumalabas sa headline efficiency number.
Ang pumped hydro ay nananatiling higit sa 90% ng pandaigdigang kapasidad ng imbakan at magiging sa loob ng mga dekada. Gumagana ang mga pasilidad na ito sa loob ng 50+ (na) taon na may kaunting pagkasira, maaaring mag-discharge ng 6-20 oras depende sa laki ng reservoir, at may mga predictable na katangian ng pagganap. Nililimitahan ng heograpiya kung saan maaaring bumuo ng mga bagong site, at ang pagpapahintulot ay tumatagal ng mga taon kapag ang mga alalahanin sa kapaligiran ay itinaas.
Ang dynamics ng gastos ay hindi diretso
Bumagsak ang mga presyo ng battery pack mula sa humigit-kumulang $1,100/kWh noong 2010 pababa sa mas mababa sa $140/kWh pagsapit ng 2023 ayon sa pagsubaybay ng Bloomberg sa https://bnef.com - na binago ng trajectory ang ekonomiya ng proyekto sa maraming merkado. Ngunit ang mga gastos sa materyal ay lumilikha ng pagpepresyo sa sahig na ang sukat ng pagmamanupaktura lamang ay hindi maaaring pagtagumpayan.
Ang mga presyo ng Lithium ay tumaas nang husto noong 2022 bago medyo umatras. Ang mga kadena ng suplay ng nikel at kobalt ay nahaharap sa kanilang sariling mga hadlang. Ang pag-aakala na ang mga gastos ay patuloy na bababa sa mga makasaysayang rate ay hindi mananatili kapag ang pagkakaroon ng hilaw na materyal ay naging mahigpit na hadlang kaysa sa kahusayan sa produksyon.
Ang ilang mga merkado ngayon ay nakikita ang imbakan na nakikipagkumpitensya sa mga gas peaker sa purong ekonomiya nang walang mga subsidyo. Ang iba ay nangangailangan pa rin ng mga pagbabayad sa kapasidad o iba pang mga mekanismo upang isara ang mga puwang sa financing. Ang pagkalat sa pagitan ng mga kinalabasan na ito ay nakasalalay sa mga lokal na presyo ng kuryente, nababagong antas ng pagtagos, mga hadlang sa paghahatid, at umiiral na halo ng henerasyon sa mga paraan na hindi bumababa sa mga simpleng formula.
Ang mga grid code ay hindi idinisenyo para sa 300 MW na pag-install ng baterya na maaaring mag-swing ng 600 MW sa system sa loob ng ilang segundo sa pamamagitan ng paglipat mula sa pag-charge patungo sa pag-discharge. Ang mga operator ng paghahatid ay kailangang muling isulat ang mga scheme ng proteksyon at mga pamamaraan sa pagpapatakbo. Mabilis na umangkop ang ilang rehiyon. Ang iba ay lumikha ng mga bottleneck na naantala ang mga proyekto nang maraming taon sa kabila ng mabubuhay na ekonomiya.
Ang software ay mas mahalaga kaysa sa napagtanto ng mga tao
Gumagawa o sumisira ang mga algorithm ng kontrol sa mga utility-scale na proyekto ng storage. Ang pag-optimize ng mga cycle ng charge/discharge, pamamahala sa pagkasira, paglahok sa maraming serbisyo sa merkado nang sabay-sabay, pakikipag-ugnayan sa mga grid operator - ang pagiging sopistikado ng mga system na ito ay tumutukoy kung ang mga proyekto ay nakakatugon sa mga pinansiyal na projection. Ilang naunang pag-install ang hindi gumanap dahil ang mga diskarte sa pagkontrol ay hindi sapat para sa pagiging kumplikado na kanilang kinaharap.
Ang pagsasalansan ng kita ay diretsong tunog hanggang sa makatagpo ka ng mga panuntunan sa merkado na nagbabawal sa pagbibilang ng parehong kapasidad nang maraming beses o paglahok sa maraming mga merkado nang sabay-sabay. Ang isang sistemang pisikal na may kakayahang magbigay ng ilang mga serbisyo ay maaaring limitado ayon sa kontrata o regulasyon sa pagkakakitaan lamang ng isa o dalawa. Ang mga hadlang na ito ay kapansin-pansing nag-iiba-iba sa pagitan ng mga hurisdiksyon at pagbabago habang naiisip ng mga regulator kung paano pangasiwaan ang mga mapagkukunan ng storage na hindi akma sa tradisyonal na henerasyon o mga kategorya ng pag-load.
Ang mga alternatibong teknolohiya ay patuloy na nakikipagpunyagi para sa traksyon
Ang mga daloy ng baterya, compressed air storage, liquid air energy storage - ang mga alternatibong ito ay patuloy na tinatalakay bilang mga solusyon para sa mas mahabang tagal sa mas mababang halaga bawat MWh. Ang mga numero ng deployment ay nananatiling maliit.
Nag-commission ang Highview Power ng 50 MW / 250 MWh liquid air facility sa UK noong 2022 gaya ng nakadokumento sa https://highviewpower.com, na kumakatawan sa isa sa ilang komersyal na-scale alternative na lampas sa lithium-ion at pumped hydro. Kung ito ay nagpapahiwatig ng mas malawak na pag-aampon o nananatiling isang angkop na aplikasyon ay depende sa mga trajectory ng gastos na hindi pa natutupad.
Mayroong pangunahing hindi pagkakasundo tungkol sa mga kinakailangan sa tagal. Gaano karaming 8+ oras na imbakan ang kailangan ng grid kumpara sa mas maikli-mga system na tagal at mga pantulong na mapagkukunan? Ang mga pag-aaral mula sa iba't ibang organisasyon ay umabot sa magkasalungat na konklusyon tungkol sa mga kinakailangan sa imbakan para sa mataas na renewable penetration na mga senaryo, na may mga spread na nagpapakita ng mga pagpapalagay tungkol sa flexibility ng demand, pagpapalawak ng transmission, at patuloy na kapasidad ng fossil fuel kaysa sa teknikal na pagsusuri.
Nagiging komportable na ang mga bangko sa mga proyekto sa pag-iimbak habang lumalaki ang mga track record ng pagpapatakbo, kahit na malaki ang pagkakaiba ng mga tuntunin sa pagpopondo. Ang ilang mga merkado ay may mga standardized na kontrata at itinatag na mga precedent. Tinatrato ng iba ang bawat proyekto bilang natatanging pagtatasa ng panganib na nangangailangan ng custom na angkop na pagsusumikap. Bumaba ang mga gastos sa insurance para sa panganib ng sunog sa baterya habang bumubuti ang mga sistema ng kaligtasan ngunit nananatiling isang line item na nakakaapekto sa mga kalkulasyon ng viability.
Ang pipeline ng pagpapaunlad ay nagpapakita ng mga pag-install na nagiging mas malalaking - 500 MW na mga pasilidad na tila hindi makatotohanan noong nakaraang dekada ay nakagawian na ngayon, at ang 1 GW-mga proyektong may sukat ay nasa mga yugto ng pagpaplano. Ang pag-scale na ito ay nagdudulot ng bawat-MW na pagbawas sa gastos sa pamamagitan ng standardisasyon at ibinahaging imprastraktura habang itinutuon ang panganib sa pagiging maaasahan ng grid sa mga iisang puntos. Kung ang trade na iyon ay-makatuwiran ay nakasalalay sa iyong pagtingin sa pagiging maaasahan ng teknolohiya at mga kinakailangan sa redundancy ng grid.
Ang mga hadlang sa paggawa ay kumagat nang mas mahirap kaysa sa inaasahan
Ang kapasidad ng pabrika para sa mga cell at system ay lumaki nang malaki ngunit ang mga supply chain ay nananatiling nakaunat sa panahon ng mga pagtaas ng demand. Ang mga oras ng lead para sa mga pangunahing bahagi ay umaabot sa 12-18 buwan. Ang mga kakulangan sa materyal ay nagdulot ng pagkaantala ng proyekto na walang kinalaman sa kahandaan sa teknolohiya o pagkakaroon ng financing.
Gumagawa ang China ng higit sa 75% ng pandaigdigang lithium-ion cell output. Ang konsentrasyong iyon ay lumilikha ng mga pakinabang sa gastos sa pamamagitan ng sukat at pati na rin ang mga kahinaan sa supply chain depende sa geopolitical na pananaw. Ang ibang mga rehiyon ay nagbubuhos ng puhunan sa domestic production, ngunit ang paghabol ay nangangailangan ng oras kapag ang karanasan sa pagmamanupaktura ay mahalaga gaya ng capital investment.
Ang mga pagsasaalang-alang sa katatagan ng klima ay nagiging salik sa pag-deploy ng imbakan na higit pa sa mga nababagong benepisyo ng pagsasama. Ipinakita ng bagyo sa taglamig ng Texas noong 2021 kung paano maaaring maging hindi available ang kumbensyonal na henerasyon nang eksakto kung kinakailangan. Nagbibigay ang storage ng backup na kakayahan na mahirap mabilang sa tradisyunal na mga sukatan ng pagiging maaasahan ngunit lalong pinahahalagahan ng mga regulator at utility na nakikitungo sa matinding pagtaas ng dalas ng panahon.
Ang ebolusyon ng teknolohiya ay lumalampas sa pagbagay sa balangkas ng regulasyon. Ang may katuturan para sa pagpaplano ng grid limang taon na ang nakakaraan ay hindi nagpapakita ng mga kasalukuyang kakayahan o gastos. Lumilikha ang puwang na ito ng mga pagkakataon para sa mga proyektong maaaring mabilis na gumalaw habang gumagana ang mga naitatag na utility sa pamamagitan ng mas mahabang yugto ng pagpaplano at mga proseso ng pag-apruba na hindi idinisenyo para sa mga mapagkukunan ng imbakan.
Iminumungkahi ng trajectory ng sektor na magpapatuloy ang mabilis na paglago, kahit na ang pamamahagi sa mga rehiyon at mga aplikasyon ay nananatiling hindi pantay. Ang mga teknikal na kakayahan ay higit na nakaabot sa mga kinakailangan - na economics at regulatory frameworks ngayon ay tumutukoy sa mga rate ng deployment nang higit pa kaysa sa pagiging handa sa teknolohiya.
Mabilis na nagiging kumplikado ang pakikilahok sa merkado
Ang iba't ibang wholesale na merkado ng kuryente ay may iba't ibang mga panuntunan para sa kung paano lumahok ang imbakan at kung anong mga serbisyo ang binibilang sa mga obligasyon sa kapasidad. Iba ang pagtrato ng PJM sa imbakan kaysa sa CAISO, na gumagamit ng iba't ibang istruktura kaysa sa ERCOT. Kailangang maunawaan ng mga proyekto ang disenyo ng lokal na merkado bago i-finalize ang mga teknikal na detalye dahil kung ano ang gumagana sa isang merkado ay maaaring suboptimal sa ibang lugar.
Ang mga pantulong na merkado ng serbisyo ay nagbibigay ng malaking kita sa ilang rehiyon ngunit halos hindi umiiral sa iba. Nag-iiba-iba ang halaga ng frequency regulation batay sa mga katangian ng grid, kasalukuyang komposisyon ng fleet ng generator, at mga nababagong antas ng penetration. Ang isang proyekto na may katuturan sa isang pagkakaugnay ay maaaring mahirapan na mag-alis ng 200 milya ang layo sa ilalim ng ibang grid operator na may iba't ibang mga panuntunan sa merkado.
Ang mga interconnection queue ay barado sa mga proyekto ng imbakan na naghihintay para sa mga pag-aaral sa epekto ng grid at pag-upgrade ng mga paglalaan ng gastos. Ang mga oras ng paghihintay ay umaabot sa mga taon para sa ilang rehiyon. Samantala, ang teknolohiya ay patuloy na bumubuti at ang mga gastos ay patuloy na bumababa, na nangangahulugang ang mga proyekto na pumasok sa mga pila dalawang taon na ang nakakaraan ay maaaring mangailangan ng muling pagdidisenyo upang maisama ang mas bago, mas murang kagamitan sa oras na makakuha sila ng pag-apruba upang magkabit.
Nag-iiba-iba ang suporta sa patakaran
Binago ng mga kredito sa buwis sa pamumuhunan ang ekonomiya ng proyekto sa ilang hurisdiksyon. Ang ibang mga rehiyon ay umaasa sa mga merkado ng kapasidad o mga mandato ng nababagong enerhiya na hindi direktang nagbibigay ng insentibo sa pag-iimbak. Ang ilang mga lugar ay halos walang ginawang patakaran-ngunit nakikita pa rin ang deployment dahil gumagana ang mga pangunahing kaalaman sa merkado nang walang mga subsidyo.
Ang tibay ng suporta sa patakaran ay mahalaga gaya ng kabutihang loob nito. Ang mga mamumuhunan ay nangangailangan ng kumpiyansa na ang mga balangkas ay hindi magbabago nang malaki sa kalagitnaan ng 20-taong tagal ng buhay ng proyekto. Ang mga pagbabago sa retroactive na patakaran sa ilang European market ay natakot sa mga developer at nagpabagal sa pag-deploy sa loob ng maraming taon kahit na pagkatapos ay ipinatupad ang mas matatag na mga frameworks.
Ang mga patakaran sa antas ng-estado sa US ay lumilikha ng isang tagpi-tagping mga kinakailangan at mga insentibo na nagpapahirap sa mga pambansang-diskarte sa pag-unlad. Ang agresibong mga utos ng imbakan ng California ay nagtulak sa maagang pag-deploy ngunit lumikha ng mga bottleneck ng supply chain habang ang mga developer ay nakikipagkumpitensya para sa limitadong kapasidad sa pagmamanupaktura. Ang ibang mga estado ay kumilos nang mas mabagal at nakinabang mula sa mga natutunan at pinahusay na kakayahang magamit ng teknolohiya.
Ang mga proseso ng pagpaplano ng paghahatid ay nangangailangan ng pag-update upang matugunan ang mga kakayahan sa imbakan. Ipinapalagay ng tradisyonal na pagpaplano na ang mga mapagkukunan ng henerasyon ay nanatili sa mga nakapirming lokasyon, ngunit ang mga baterya ay maaaring i-deploy halos kahit saan na may koneksyon sa grid. Ang flexibility na ito ay lumilikha ng halaga na hindi pa ganap na naisip ng mga transmission planner kung paano isasama sa kanilang mga modelo at makinabang-mga pagsusuri sa gastos.
Sa likod ng--metro kumpara sa harap-ng-metro na mga desisyon sa deployment ay kinasasangkutan ng iba't ibang grupo ng stakeholder, istruktura ng pagpopondo, at pangangasiwa sa regulasyon. Ang ilang mga application ay malinaw na nabibilang sa isang kategorya, ngunit marami ang maaaring pumunta sa alinmang paraan depende sa mga modelo ng pagmamay-ari at mga diskarte sa pag-optimize ng kita. Ang hati sa pagitan ng mga deployment mode na ito ay nagbabago habang nagbabago ang mga merkado at nagbabago ang mga regulasyon.
Ang mga kinakailangan sa kaligtasan ng sunog ay patuloy na nire-rebisa habang mas maraming karanasan sa pagpapatakbo ang naipon. Ang mga naunang pag-install ay gumamit ng mas simpleng mga thermal management system na napatunayang hindi sapat sa ilalim ng ilang partikular na mga failure mode. Ang mga bagong proyekto ay nagsasama ng maraming kalabisan na mga sistema ng kaligtasan na nagdaragdag ng gastos ngunit binabawasan ang mga premium ng insurance at pagsusuri sa regulasyon. Ang punto ng balanse sa pagitan ng paggasta sa kaligtasan at katanggap-tanggap na panganib ay patuloy na nagbabago habang tumatanda ang industriya.