Door hun dalende kosten, lithium-ionbatterijen domineren nu een reeks toepassingen, waaronder elektrische voertuigen, computers en consumentenelektronica.

Je denkt misschien pas aan energieopslag als je laptop of mobiele telefoon bijna leeg is, maar nutsbedrijven kunnen grotere versies aansluiten op het elektriciteitsnet. En dankzij de snel dalende prijzen van lithium-ionbatterijen, het gebruik van energieopslag om de capaciteit voor elektriciteitsopwekking uit te breiden.

Op basis van ons onderzoek naar de kosten en prestaties van energieopslag in North Carolina, en onze analyse van de mogelijke rol die energieopslag de komende jaren kan spelen, wij zijn van mening dat nutsbedrijven zich moeten voorbereiden op de komst van goedkope batterijen op netschaal en flexibele, langetermijnplannen die de consument geld zullen besparen.

Piekvraag is prijzig

De hoeveelheid elektriciteitsverbruik van de verbruikers varieert naargelang het tijdstip van de dag en tussen weekdagen en weekends, evenals seizoensgebonden en jaarlijks, aangezien iedereen zijn of haar zaken doet.

Die variaties kunnen enorm zijn.

Bijvoorbeeld, de momenten waarop consumenten in veel regio's de meeste elektriciteit verbruiken, is bijna het dubbele van de gemiddelde hoeveelheid stroom die ze doorgaans verbruiken. Nutsbedrijven voldoen vaak aan de piekvraag door elektriciteitscentrales te bouwen die op aardgas draaien, vanwege hun lagere bouwkosten en het vermogen om te werken wanneer ze nodig zijn.

Echter, het is duur en inefficiënt om deze energiecentrales te bouwen om in die piekuren aan de vraag te voldoen. Het is alsof je een grote bestelwagen koopt die je maar drie dagen per jaar gebruikt als je broer en zijn drie kinderen op bezoek komen.

Het net heeft stroom nodig die precies wordt geleverd wanneer het nodig is, en het gebruik varieert aanzienlijk gedurende de dag. Wanneer netgekoppelde batterijen voldoende elektriciteit leveren om aan de vraag te voldoen, nutsbedrijven hoeven niet zoveel energiecentrales en transmissielijnen te bouwen.

Gezien hoe lang deze infrastructuur meegaat en hoe snel de batterijkosten dalen, nutsbedrijven worden nu geconfronteerd met nieuwe planningsuitdagingen op de lange termijn.

Goedkopere batterijen

Ongeveer de helft van de nieuwe generatiecapaciteit die sinds 2014 jaarlijks in de VS wordt gebouwd, is afkomstig van zonne-energie, wind of andere hernieuwbare bronnen. Aardgascentrales vormen het grootste deel van de rest, maar in de toekomst zullen dat de industrie misschien moet concurreren met energieopslag voor marktaandeel.

In praktijk, we kunnen zien hoe het tempo van de bouw van aardgasgestookte elektriciteitscentrales zou kunnen vertragen als reactie op dit nieuwe alternatief.

Tot dusver, nutsbedrijven hebben slechts het equivalent van een of twee traditionele energiecentrales geïnstalleerd in lithium-ionbatterijprojecten op netschaal, allemaal sinds 2015. Maar in heel Californië, Texas, het Midwesten en New England, deze apparaten zijn gunstig voor het totale netwerk door de werking te verbeteren en hiaten te overbruggen wanneer consumenten meer stroom nodig hebben dan normaal.

Op basis van onze eigen ervaring met het bijhouden van de kosten van lithium-ionbatterijen, we zien het potentieel voor deze batterijen om op veel grotere schaal te worden ingezet en de energiebusiness te verstoren.

Toen we ongeveer een jaar de tijd kregen om een ​​onderzoek uit te voeren naar de voordelen en kosten van energieopslag in North Carolina, het bijhouden van het tempo van de technologische vooruitgang en het vergroten van de betaalbaarheid was een strijd.

De verwachte batterijkosten zijn van het begin tot het einde van ons project zo aanzienlijk veranderd dat we ons aan het einde haastten om onze analyse bij te werken.

Zodra nutsbedrijven gemakkelijk kunnen profiteren van deze enorme batterijen, ze zullen minder nieuwe energieopwekkingscapaciteit nodig hebben om aan de piekvraag te voldoen.

Nutsplanning

Nog voordat batterijen konden worden gebruikt voor grootschalige energieopslag, het was moeilijk voor nutsbedrijven om langetermijnplannen te maken vanwege onzekerheid over wat ze in de toekomst konden verwachten.

Bijvoorbeeld, de meeste energie-experts anticipeerden niet op de dramatische daling van de aardgasprijzen als gevolg van de verspreiding van hydrofracturering, of fracken, ongeveer tien jaar geleden begonnen – of de stimulans die het nutsbedrijven zou bieden om kolengestookte elektriciteitscentrales uit te faseren.

In recente jaren, de kosten van zonne-energie en windenergie zijn veel sneller gedaald dan verwacht, ook kolen – en in sommige gevallen aardgas – verdringen als energiebron voor elektriciteitsopwekking.

Iets wat we tijdens ons opslagonderzoek hebben geleerd, is illustratief.

We ontdekten dat lithium-ionbatterijen tegen de prijzen van 2019 een beetje te duur waren in North Carolina om te concurreren met piekcentrales voor aardgas - de aardgascentrales die af en toe werden gebruikt wanneer de vraag naar elektriciteit piekte. Echter, toen we de verwachte batterijprijzen voor 2030 modelleerden, energieopslag bleek de meest kosteneffectieve optie.

federaal, staat en zelfs sommige lokale beleidsregels zijn een andere joker. Bijvoorbeeld, Democratische wetgevers hebben de Green New Deal geschetst, een ambitieus plan dat klimaatverandering en inkomensongelijkheid tegelijkertijd snel zou kunnen aanpakken.

En wat er ook gebeurt in het Congres, de steeds frequentere aanvallen van extreem weer die de VS treffen, zijn ook duur voor nutsbedrijven. Droogtes verminderen de productie van waterkracht en hittegolven zorgen voor een piek in het elektriciteitsverbruik.

De toekomst

Verschillende nutsbedrijven investeren al in energieopslag.

Californië nutsbedrijf Pacific Gas &Electric, bijvoorbeeld, kreeg toestemming van regelgevers om een ​​enorm energieopslagsysteem van 567,5 megawatt te bouwen in de buurt van San Francisco, hoewel het faillissement van het nutsbedrijf het project zou kunnen compliceren.

Hawaiian Electric Company zoekt goedkeuring voor projecten die honderden megawatts aan energieopslag op de eilanden zouden realiseren. En Arizona Public Service en Puerto Rico Electric Power Authority onderzoeken ook opslagmogelijkheden.

Wij geloven dat deze en andere beslissingen nog tientallen jaren zullen weerklinken. Als nutsbedrijven misrekenen en miljarden uitgeven aan energiecentrales, blijkt dat ze niet nodig zullen zijn in plaats van te investeren in energieopslag, hun klanten konden meer betalen dan ze zouden moeten om de lichten tot het midden van deze eeuw te behouden.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.