Може ли определението на системата за съхранение на енергия да варира?

Краткият отговор е да. И по-дългият отговор също е да, но с около седемнадесет прикачени звездички.

Ако сте прекарали известно време в четене на документи за политики, документи за комунални услуги или научни статии за съхранение на енергия, вероятно сте забелязали нещо странно: изглежда никой не е съгласен какво точно се счита за "система за съхранение на енергия." Федералната комисия за енергийно регулиране има своя версия. Министерството на енергетиката има друга. Калифорния има своя собствена. Тексас не се интересува особено какво мисли Калифорния. И някъде в академично списание има професор, който твърди, че всички грешат.

Това не е просто семантично заяждане. Начинът, по който дефинирате система за съхранение на енергия, определя кой отговаря на условията за данъчни стимули, кои проекти получават разрешение, какво се показва в официалните статистики и дали инсталирането на батерии на вашата компания се брои към държавните стандарти за портфолио от възобновяеми източници. Милиони долари се въртят върху тези определения.

научи повече

Регулаторната перспектива

Заповед 841 на FERC, издадена през 2018 г., отвори пазарите на едро за участие в съхранение на енергия. Заповедта определя ресурсите за съхранение на електричество като ресурси, способни да „получават електрическа енергия от мрежата и да я съхраняват за по-късно инжектиране на електрическа енергия обратно в мрежата“. Достатъчно просто. Освен че това определение умишлено изключва определени конфигурации-като зад--хранилището на измервателния уред, което никога не докосва пазарите на едро-и създава неяснота около хибридните системи.

IRS използва изцяло различен подход. За целите на инвестиционния данъчен кредит това, което има значение, е дали устройството за съхранение се зарежда предимно (повече от 80%) от отговарящи на условията възобновяеми източници. Физическата технология едва навлиза в разговора. Литиево-йонна батерия, зареждана от слънчеви панели, се третира много по-различно от същата батерия, зареждана от мрежата, въпреки че те са функционално идентичен хардуер.

 

Фрагментация-на ниво държава

Комисията за комунални услуги на Калифорния използва прагове-базирани на капацитета. Техните мандати за обществени поръчки за съхранение на енергия, установени съгласно AB 2514, определят минимални изисквания за капацитет на мощността, на които трябва да отговарят комуналните услуги. Дефиницията включва изпомпвана хидроенергия, сгъстен въздух, батерии, маховици и термично съхранение-но с различно третиране в зависимост от това къде системата се свързва към мрежата.

Подходът на Ню Йорк е съсредоточен- върху продължителността. Тяхната дефиниция за насипно съхранение изисква системите да осигурят поне два часа непрекъснато разреждане при номинален капацитет. Това изключва много активи за регулиране на честотата, които се въртят бързо, но не могат да поддържат продукцията.

Междувременно Тексас (защото, разбира се, Тексас е различен) изобщо не изисква съхранение. ERCOT третира батериите като производствени ресурси с определени оперативни ограничения, без да установява отделна дефиниционна категория.

Технически дефиниции срещу функционални

Ето къде става наистина объркано.

Инженерите са склонни да определят съхранението на енергия според това какво представлява: електрохимичните батерии съхраняват заряд чрез химични реакции, помпените водни батерии съхраняват гравитационна потенциална енергия, системите със сгъстен въздух съхраняват налягане в подземни пещери, маховите колела съхраняват ротационна кинетична енергия. Това са дефиниции,-базирани на физиката. Бетон. Измерими.

Грид операторите се интересуват повече от това какво прави съхранението. Може ли да се увеличи бързо? Осигурява ли регулиране на честотата? Може ли да поддържа производителност за пиково бръснене? Батерия от 100 MW, която се разрежда за 15 минути, изглежда много различно от батерия от 100 MW, която се разрежда за 4 часа, въпреки че споделят една и съща мощност.

EIA събира данни, като използва и двата подхода, -отчитайки мощностния капацитет в мегавати, заедно с енергийния капацитет в мегаватчаса. Това двойно отчитане всъщност е доста умно, защото улавя основното напрежение между дефинициите, ориентирани към власт-и-енергия. Но все още оставя някои крайни случаи неразрешени.

Въпросът за водорода

Дали водородът съхранява енергия?

Технически, да. Електролизаторите използват електричество, за да разделят водата на водород и кислород. Този водород може по-късно да бъде изгорен или да премине през горивна клетка за регенериране на електричество. Енергия входяща, съхранявана, изходяща енергия. Класическо съхранение.

Но водородът рядко се класифицира като батерии и хидроенергия в регулаторните рамки. Ефективността на-обиколката е ужасна-може би 30-40% в сравнение с 85-90% за литиево-йонни. Инфраструктурните изисквания са съвсем различни. Случаите на употреба често включват транспорт или промишлени суровини, а не мрежови услуги.

Голямото предизвикателство за съхранение на енергия на DOE включва водород. Калифорнийските мандати за съхранение до голяма степен не го правят. Пазарните правила на FERC го третират... двусмислено. Същата технология, различни определения, в зависимост от това кого питате.

Продължителността като определяща характеристика

Нещо интересно се случи около 2020 г. Индустрията за съхранение започна да се само-организира около категории на продължителност:

 

 

01.Кратко{0}}съхранение

(под 4 часа) се свързва с мрежови услуги-регулиране на честотата, въртящи се резерви, укрепване на капацитета. Тези системи се движат често, понякога десетки пъти на ден.

02.Дълго{0}}съхранение

(4+ часа, с нарастващ фокус върху 8-12+ часови системи) се свързва с прехвърляне на товара и интеграция на възобновяеми източници. Съветът за дълготрайно съхранение на енергия дори се появи като организация за застъпничество, която ви казва нещо за това как индустрията гледа на тези дефинирани граници.

Някои изследователи сега спорят за трета категория:сезонно съхранение, способен да съхранява енергия за седмици или месеци. Помислете за водород, произведен от излишното генериране на пролетен вятър и изразходван по време на пиковото търсене през лятото. Или масивни подземни термални резервоари. Тази категория все още едва съществува в търговската мрежа, но дефинициите вече се обсъждат.

Защо съвместното{0}}локиране усложнява всичко

Най-бързо{0}}развиващият се сегмент на пазара за съхранение са хибридните системи-батерии в комбинация със слънчево или вятърно генериране. И те създават дефиниционни главоболия.

Ако 100 MW слънчева централа включва 50 MW батерия, това ли е:

Соларна централа с акумулатор?

Инсталация за съхранение със зареждане на място?

Едно хибридно съоръжение?

Два отделни актива, които споделят взаимно свързване?

Отговорът има значение за опашките за взаимно свързване, данъчното третиране, акредитацията на капацитета и пазарното наддаване. Различните юрисдикции са стигнали до различни заключения.

Заповедта на FERC 2023 се опита да изясни хибридното третиране в процесите на взаимно свързване, но изпълнението варира в зависимост от регионалната преносна организация. Някои RTO изискват отделни заявки за взаимно свързване за компоненти за съхранение. Други позволяват унифицирано лечение. Североизтокът прави нещо различно от югозапада.

Към края на 2023 г. приблизително 70% от новите проекти за батерии в опашката за междусистемни връзки в САЩ са съчетани със слънчево производство. Дефиниционните граници между „генериране“ и „съхранение“ се размиват бързо и регулаторните рамки не са напълно наваксани.

Международно разминаване

Не приемайте, че определенията на САЩ се прилагат другаде.

Пакетът за чиста енергия на Европейския съюз третира съхранението като отделен клас активи със собствени мрежови кодове и правила за достъп до пазара. Тяхното определение изрично включва технологии за захранване-към-газ, които рамките на САЩ често изключват.

Китай класифицира съхранението на енергия в по-широки инвестиционни категории за „нова инфраструктура“, като ги смесва с 5G мрежи, центрове за данни и зареждане на EV. Дефиниционната рамка обслужва целите на индустриалната политика, а не пазарния дизайн или мрежовите операции.

Австралийският национален пазар на електроенергия създаде категория „двупосочна единица“ специално за ресурси за съхранение, като набляга на двупосочния поток на електроенергия. Това рамкиране се различава от подходите на САЩ, които често започват от-ориентирани към поколения модели.

Това не са просто бюрократични различия. Те оформят кои технологии получават инвестиции, как международните компании структурират-трансгранични проекти и дали статистическите сравнения между държавите са дори значими.

Проблемът с измерването

Ето нещо, което рядко се обсъжда: числата на капацитета, които виждате в заглавията, често не са сравними.

EIA отчита капацитета на табелката-максималната номинална мощност, както е посочено от производителя. Но действителният работен капацитет зависи от температурата, състоянието на зареждане, разграждането и условията на мрежата. 100 MW батерия с табелка може да достави 85-95 MW при типични условия.

Някои юрисдикции отчитат инсталиран капацитет (това, което физически присъства), докато други отчитат взаимосвързан капацитет (това, което всъщност е свързано към мрежата). Няколко съобщават за ефективен капацитет (коригиран спрямо факторите на ефективността). Разликите могат да бъдат съществени.

Когато Калифорния съобщава за 5000 MW капацитет за съхранение, а Тексас съобщава за 3000 MW, тези числа не са пряко сравними без разбиране на основната дефиниционна методология. Анализаторите рутинно грешат това.

Корпоративни и финансови определения

Банките, застрахователите и агенциите за кредитен рейтинг са разработили свои собствени дефиниции за съхранение, често ръководени от оценка на риска, а не от техническа точност.

Документите за финансиране обикновено определят съхранението чрез гаранции за производителност и криви на влошаване, а не тип технология. Кредиторът се интересува дали батерията ще поддържа 80% капацитет след 10 години-химията има значение само дотолкова, доколкото засяга тази гаранция.

Рамките ESG все повече включват съхранение в категории чиста енергия, но с различно третиране. Някои смятат заредените-батерии в мрежата за нулеви-емисии. Други изискват възобновяемо зареждане, за да отговарят на изискванията. Инициативата Science Based Targets има собствена методология.

Нито една от тези корпоративни дефиниции не съответства перфектно на регулаторните дефиниции, което създава интересни ситуации, когато даден проект е „склад“ за финансови цели, но нещо друго за данъчни цели.

Нововъзникващи технологии, нови дефиниции

Съществуващите дефиниционни рамки предполагат категории, които може да не оцелеят при контакт с тези технологии. Регулаторите ще се адаптират. Евентуално. Вероятно не грациозно.

И така, какво означава това?

Три практически извода:

Първо, когато видите статистика за съхранение, попитайте коя дефиниция се използва. Табелка срещу ефективен капацитет? Рейтинг на мощност срещу енергиен рейтинг? Какво е включено и изключено? Числата без дефиниционен контекст са почти безсмислени.

Второ, признайте, че вариациите в дефинициите не са просто объркване-, а отразяват наистина различни приоритети. Инженерите искат техническа точност. Мрежовите оператори искат оперативна яснота. Политиците искат администрируеми категории. Финансовите институции искат банкови критерии. Тези приоритети не се подреждат естествено.

Трето, очаквайте продължаваща фрагментация. Пазарът за съхранение се разраства твърде бързо за регулаторна хармонизация. Калифорния ще продължи да прави калифорнийски неща. FERC ще продължи да издава заповеди, които други агенции интерпретират творчески. Международните подходи ще се различават още повече.

Въпросът "какво е система за съхранение на енергия?" се оказва, че няма еднозначен отговор. Това е разочароващо, ако искате яснота. Но също така е и честно.