Een witboek van het International Energy Agency beschrijft hoe waterkracht kan helpen de wereldwijde toevoeging van wind en zonne-energie aan de hulpbronnenmix op elektriciteitsnetten te vergemakkelijken. Audun Botterud van Argonne bood zijn expertise aan als co-auteur.

Naarmate de wereld velden met windturbines en zonnepanelen toevoegt om meer schone energie op te wekken, elektriciteitsnetbeheerders zoeken naar manieren om de variabiliteit die gepaard gaat met hernieuwbare energiebronnen weg te werken. Te midden van deze zoektocht naar meer flexibiliteit, het Internationaal Energie Agentschap (IEA) heeft een herinnering gestuurd, van soorten:vergeet waterkracht niet.

Een van de grootste bronnen van hernieuwbare elektriciteit vandaag, waterkracht kan helpen de fluctuerende output van wind- en zonneparken in evenwicht te brengen. Om dit potentieel te verklaren, IEA heeft onlangs de eerste gepubliceerd in een reeks witboeken over het waarderen van waterkrachtdiensten, waarin hun potentiële rol in een evoluerend energiesysteem wordt geschetst. De krant stelt een internationaal team van deskundige medewerkers samen, waaronder Audun Botterud, een energiesysteemingenieur bij het Argonne National Laboratory van het Amerikaanse Department of Energy (DOE).

"Bij het proberen om deze evoluerende energiesystemen en markten beter te begrijpen, kijken we wat een rol kan spelen bij de transitie naar een schonere elektriciteitsvoorziening, " hij zei.

Het optimaal benutten van wind- en zonne-energie kan een uitdaging zijn voor netbeheerders, omdat ze rekening moeten houden met wanneer de zon niet schijnt en de wind laag staat. Deze flexibiliteit varieert van milliseconden tot jaren.

"Het kan moeilijk zijn om te voorspellen hoeveel u op een bepaald moment uit die middelen zult halen, " zei Botterud, die de afgelopen 15 jaar de integratie van hernieuwbare energie in energiesystemen en elektriciteitsmarkten heeft geanalyseerd. "Daardoor ontstaat de behoefte aan flexibele middelen die kunnen compenseren."

Waterkrachtcentrales slaan energie op in de vorm van water dat wordt vastgehouden in een reservoir en vervolgens wordt vrijgegeven aan spinturbines. Omdat het grote hoeveelheden gemakkelijk te controleren energie herbergt, waterkracht is een goede aanvulling op variabele hernieuwbare energie, aldus Botterud.

De huidige behoeften van verschillende landen aan dit soort flexibiliteit variëren. In Brazilië, Indië en China, bijvoorbeeld, waar wind en zon nog geen grote impact hebben op het totale net, waterkracht kan kortetermijnvariaties in het energiesysteem helpen in evenwicht te brengen. De behoefte is groter in Denemarken, Ierland en Zuid-Australië, waar ook flexibiliteit op lange termijn nodig is, aangezien het energiesysteem steeds meer afhankelijk wordt van weersvariabiliteit. In deze scenario's waterkracht kan bijzonder waardevol zijn.

"Dams kunnen op seizoensbasis energie opslaan, "Zei Botterud. "Vergelijk dat met batterijen, die slechts urenlang energie kan opslaan. Je hebt beide soorten opslag in het systeem nodig."

Sommige plaatsen zullen de komende jaren extra waterkrachtcapaciteit moeten bouwen om dit soort voorspelbare, robuuste schone energiecapaciteit. Ergens anders, bestaande waterkrachtbronnen hebben mogelijk verbeterde apparatuur nodig, meer onderhoud, intensievere controle, en extra transmissiecapaciteit om stroom te vervoeren waar het nodig is. Energiemarkten zullen moeten veranderen, te.

"De markten in de meeste regio's zijn ontworpen rond een traditionele mix van hulpbronnen op basis van de opwekking van fossiele brandstoffen, "Zei Botterud. "Tot op zekere hoogte, we zullen moeten heroverwegen hoe hulpbronnen in het energiesysteem worden gewaardeerd. Er is nu meer vraag naar flexibiliteit, dus we moeten ervoor zorgen dat flexibele hulpbronnen zoals waterkracht dienovereenkomstig worden gecompenseerd."

Botterud is een van de vele onderzoekers van Argonne, Lawrence Berkeley National Laboratory en andere instellingen die werken aan het analyseren en verbeteren van de integratie van hernieuwbare energie op elektriciteitsnetten. Later in 2020 verschijnt een ander witboek over waterkrachtcentrales van het IEA dat zich richt op elektriciteitsmarktkwesties met betrekking tot waterkracht en flexibiliteit.

Een aantal verschillende technologieën kan zorgen voor meer flexibiliteit in elektriciteitsnetten, aangezien variabele hernieuwbare energie de komende decennia groeit, aldus Botterud. "Batterijen krijgen veel aandacht, en dat geldt ook voor aardgas. Waterkracht mag niet ontbreken, omdat het al een grote hulpbron is - en een flexibele bron."