MIT: Flýttu dreifingu ýmissa orkugeymslutækni

MIT rannsóknin spannaði meira en þrjú ár og greindi notkun ýmissa orkugeymslutækni (rafefnafræðileg, varma, efnafræðileg og vélræn) til að geyma vind- og sólarorku til að afkola netið fyrir árið 2050.

Að virkja loftslagsvænt net í Bandaríkjunum mun krefjast breyttra skipulags- og rekstrartækja til að endurspegla bráðabirgðakerfin sem þarf til að berjast gegn loftslagsbreytingum, segir í skýrslunni. Það kallar einnig á aukin flatargjöld til að gera orkugeymsluna fjárhagslega hagkvæma.

Að auki mælir skýrslan með því að endurskoða núverandi venjur alríkisstjórnarinnar um að veita hugverkaréttindum til samstarfsaðila í einkageiranum sem deila kostnaði við tæknisýningarverkefni. Opinber fjárfesting í tæknisýningum og snemma dreifingu starfsemi er til að dreifa þekkingu, segir í skýrslunni.

Í fortíðinni hefur DOE „teygt“ alríkisfjármögnun með því að krefjast þess að samstarfsaðilar í einkageiranum deili verkefniskostnaði. Vegna þess að einkaaðilar fá oft hugverkarétt í staðinn grefur þessi framkvæmd undan grundvallarmarkmiði opinberra studdra tæknisýningarverkefna, sem er að miðla upplýsingum meðal allra aðila í atvinnulífinu og skapa þannig skilyrði fyrir virkri samkeppni. Alríkissýningarverkefni ættu að innihalda skýrar kröfur um að deila upplýsingum með öðrum bandarískum aðilum sem eru ekki enn samstarfsaðilar, jafnvel þó að það krefjist stærra alríkisframlags.

Hægt er að geyma umfram sólar- og vindafköst og knýja netið á tímum mikillar eftirspurnar, "á hagkvæman hátt til að viðhalda áreiðanleika - sem aftur getur stutt við rafvæðingu margra endanotastarfsemi utan orkugeirans," sagði MITEI Forstjóri efnaverkfræðinnar, prófessor Robert Armstrong, sagði þegar skýrslan var gefin út.

Að því gefnu að kostnaður við vind- og sólartækni haldi áfram að lækka, sýnir líkan rannsóknarinnar „hagkvæma leið til að kolefnislosa raforkukerfið -- sem minnkar losun um 97 prósent -99 prósent miðað við 2005 stig í Bandaríkjunum “, lauk rannsókninni. „Árangursrík afkolefnislosun mun krefjast umtalsverðrar fjárfestingar í margskonar orkugeymslutækni sem og í flutningi, hreinni framleiðslu og sveigjanleika eftirspurnar,“ bætti hún við.

„Það er gagnlegt að skilja hvar og hvernig orkugeymslutækni þarf að þróast og að skilja hin ýmsu skipti á milli orku- eða afkastagetukostnaðar, skilvirkni fram og til baka og tímalengd osfrv.,“ sagði Jin Noh, stefnustjóri California Energy Storage Alliance, í skýrslunni. Hann bætti við að það gæti leiðbeint stefnu um þróun og markaðssetningu ýmissa nýrrar orkugeymslutækni.

Ríkjandi netgeymsla í dag er veitt af litíumjónarafhlöðum, sem venjulega hafa hámarksafköst upp á 4 klukkustundir, en geymsla sem veitir fleiri klukkustundir af framboðstíma er nauðsynleg til að mæta mismunandi netþörfum, þar með talið veðurfari og árstíðabundnum þörfum. Orkumálaráðuneytið er nú að þróa rannsóknarmarkmið til að hjálpa til við að draga úr kostnaði við orkugeymslu umfram 10 klukkustundir. Það samþykkti nýlega 505 milljónir dollara til að auka margra klukkustunda geymslu ásamt endurnýjanlegri orku.

MIT skýrslan kallar á meiri stuðning við lengri tíma, sérstaklega rafefnafræðilega geymslutækni sem notar víða tiltæk jarðefni, þar á meðal frá rafhlöðum og endurvinnslu.

Án verulegs einkafjárfestingarstuðnings eins og litíumjónarafhlöður er þörf á meiri fjárhagsaðstoð ríkisins til að standa undir að minnsta kosti 12 klukkustunda framleiðslu, segir í skýrslunni. Einkafjármögnun fyrir þessar orkuþéttu, ódýru rafhlöður í rafknúnum ökutækjum „bætir verulega möguleika á skammtímageymslu raforkukerfa,“ segir í skýrslunni.

Önnur áskorun, segir í skýrslunni, er að langtímaorkugeymsla verði lítils virði þegar vind- og sólarframleiðsla minnkar. Svo, vegna þess að eiginleikar og gildi tímabundinnar orku eru mjög mismunandi, kallar MIT einnig á hærri fastagjöld til að tryggja að geymslutæknin sé arðbær.

„Módel okkar benda til þess að yfir margar klukkustundir muni jaðarkerfiskostnaður orku fyrir kolefnislaus kerfi sem einkennist af vind- og sólarorku vera núll eða lágt,“ sagði Howard Gruenspeccht, yfirorkuhagfræðingur við MIT, með því að nota Compared to dispatchable framleiðslu úr jarðefnaeldsneyti, vegna þess að "líklegt er að framtíðarafkolunarkerfi muni hafa háan fjármagnskostnað og mjög lágan breytilegan kostnað, föst gjöld ættu að gegna stærra hlutverki í endurheimt kostnaðar en þau gera núna," bætti hann við. Þetta felur í sér gjaldtöku sem byggist á tekjum neytenda til að "taka á málum sem snúa að jöfnuði og skilvirkni".