Zoals elk systeem van bewegende delen, de Amerikaanse elektriciteitssector handhaaft een delicaat evenwicht. Elke verschuiving in de verscheidenheid aan factoren waaruit het bestaat, of het nu gaat om technologie, beleid, of marktveranderingen - heeft het potentieel om zijn toekomstige richting te sturen.

Om belanghebbenden in het energiesysteem beter te informeren over deze oorzaak-en-gevolgrelaties, NREL heeft zijn 2019 Standard Scenarios Report en dataviewer uitgebracht. Jaarlijks bijgewerkt sinds de introductie in 2015, de analyse van de standaardscenario's biedt een consistente en tijdige kijk op mogelijke evoluties van de elektriciteitssector tot het jaar 2050.

Een vooruitstrevende database bouwen

Het 2019-rapport bevat 36 toekomstgerichte scenario's, waarvan er zes uniek zijn voor de bijgewerkte analyse van dit jaar. Deze scenario's leggen een reeks mogelijke toekomstige energiesystemen vast, rekening houdend met "standaard" factoren die van invloed zijn op de evolutie van het elektriciteitssysteem, inclusief technologiekosten, brandstofprijzen, groei van de vraag, en huidige beleidsprognoses.

"We gebruiken dit brede scenariobereik om mogelijke veranderingen in de energiesector beter te begrijpen, " zei NREL Senior Analist Wesley Cole, hoofdauteur van de studie. "Bijvoorbeeld, in het rapport van dit jaar hebben we gekeken hoe variabele generatoren zoals wind- en zonne-energie kunnen bijdragen aan de betrouwbaarheid van het net onder hoge en lage hernieuwbare energieomstandigheden."

Naast het rapport, de Standard Scenarios Results Viewer is een interactief hulpmiddel waarmee gebruikers hun eigen onafhankelijke analyse kunnen uitvoeren, terwijl ze gebruikmaken van de modellering en expertise die is gebruikt om de scenario's te maken. Gebruikers kunnen vergelijken hoe verschillende technologieën, zoals bio-energie, nucleair, of wind op land—bijdragen aan de totale geschatte elektriciteitsopwekking of -capaciteit in de loop van de tijd. Ze kunnen ook staatsspecifieke gegevens ophalen om regionale trends te beoordelen.

De analyse van de standaardscenario's maakt gebruik van de nieuwste technologiekosten en prestatiegegevens uit de jaarlijkse technologiebasislijn van NREL, evenals twee van NREL's vlaggenschiptools voor energiemodellering:het onlangs publiekelijk vrijgegeven Regional Energy Deployment System (ReEDS) -model en het Distributed Generation Market Demand (dGen) -model. De ReEDS- en dGen-modellen projecteren de evolutie van de elektriciteitssector op nutsschaal en de adoptie van gedistribueerde fotovoltaïsche (PV), respectievelijk, met behulp van de definities van standaardscenario's om modelinvoer te specificeren. Het ReEDS-model neemt een systeembrede, de laagste kostenbenadering bij het nemen van beslissingen, terwijl dGen een klantgerichte adoptiebenadering gebruikt.

Standaardscenario's, Complexe resultaten

Ondersteund door het Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE) van het Amerikaanse ministerie van Energie (DOE), de analyse van de standaardscenario's maakt gebruik van de huidige EERE-activiteit om een ​​beter inzicht te krijgen in de individuele - en wisselwerkingen - factoren die van invloed zijn op de elektriciteitssector. De inspanning is gericht op het creëren van een robuust raamwerk van technologiekosten en prestatiegegevens - evenals opmerkelijke observaties - dat kan helpen bij het nemen van beslissingen van belanghebbenden over de toekomstige richting van de Amerikaanse energiesector.

Het rapport Standaardscenario's van dit jaar verkent drie hoofdthema's op basis van de gemodelleerde scenarioresultaten:een beschrijving van de evoluerende Amerikaanse energiesector in de context van recente trends en verwachte veranderingen:

Hoe verschillende technologie-inkomsten veranderen met de evoluerende opwekkingsmix:Energieproducenten ontvangen inkomsten uit vier primaire categorieën van netwerkdiensten:planningsreserves, operationele reserves, energie leveren, en naleving van het staatsbeleid. De inkomsten voor deze netdiensten variëren in de tijd en per scenario, maar algemene trends laten zien dat de inkomsten uit energie- en planningsreserves zijn gestegen en dat de inkomsten uit bedrijfsreserves zijn gedaald. Dergelijke veranderingen kunnen op hun beurt de reële markten en regelgeving beïnvloeden, maar deze analyse onderzoekt deze markteffecten niet.

Hoe de toereikendheid van hulpbronnen wordt gehandhaafd naarmate de variabele opwekking toeneemt:Bij een hoge of groeiende penetratie van variabele hernieuwbare energie (VRE), inclusief bestaande thermische of waterkrachtcentrales, evenals opkomende opslagtechnologieën - niet-variabele technologieën blijven grotendeels voldoen aan de vereisten voor systeemresources, ondanks VRE-bijdragen.

Hoe deze veranderingen regionaal plaatsvinden in de Verenigde Staten:Veranderingen in regionale opwekkingsmixen worden gedreven door technologiekosten, staatsbeleid, en de kwaliteit van de middelen. Hoewel staten kunnen aansluiten bij bredere nationale trends, zoals de overgang van steenkool naar aardgas, wind, of zonnetechnologieën - er is nog steeds een betekenisvolle regionale variatie binnen het nationale elektriciteitsnet.

"Door dit soort inzichten te geven, we streven naar het verbeteren van de robuustheid en vergelijkbaarheid van het brede scala aan elektrische sectoranalyses die in de hele industrie plaatsvinden, " zei Cole. "Onze gegevens helpen deze analyses te versnellen en tegelijkertijd basislijnen voor gerelateerd werk vast te stellen."

De studie helpt uiteindelijk te illustreren hoe economische en omgevingsfactoren de elektrische sector beïnvloeden. Met nuttige observaties voor academici, laboratoriumonderzoekers, en beleidsmakers, de resultaten van de standaardscenario's kunnen belangrijke belanghebbenden ertoe aanzetten nieuwe vragen over energieanalyse te overwegen en aan te pakken.

De bovenstaande observaties zijn gedetailleerd in het Standaardscenariorapport 2019, nu beschikbaar om te downloaden. Om de modelresultaten te verkennen, toegang tot de interactieve tool Standard Scenarios Results Viewer.