Может ли определение системы хранения энергии различаться?

Короткий ответ: да. И более длинный ответ — тоже да, но с прикрепленными примерно семнадцатью звездочками.

Если вы потратили какое-то время на чтение политических документов, документации по коммунальным предприятиям или исследовательских работ по хранению энергии, вы, вероятно, заметили что-то странное: похоже, никто не согласен с тем, что именно считается «система хранения энергииУ Федеральной комиссии по регулированию энергетики есть своя версия. У Министерства энергетики есть другая. У Калифорнии есть своя. Техас не особо волнует, что думает Калифорния.

Это не просто семантические придирки. От того, как вы определяете систему хранения энергии, зависит, кто имеет право на налоговые льготы, какие проекты будут разрешены, что будет отражено в официальной статистике и будет ли установка аккумуляторов вашей компании учитываться в государственных стандартах портфеля возобновляемых источников энергии. На этих определениях колеблются миллионы долларов.

узнать больше

Регуляторная перспектива

Приказ FERC 841, изданный в 2018 году, открыл оптовые рынки для участия в хранении энергии. В приказе ресурсы хранения электроэнергии определялись как ресурсы, способные «получать электроэнергию из сети и хранить ее для последующей подачи электроэнергии обратно в сеть». Достаточно просто. За исключением того, что это определение намеренно исключает определенные конфигурации,-например, за-хранилищем-счетчиков, которое никогда не касается оптовых рынков-и создает двусмысленность вокруг гибридных систем.

Налоговая служба США придерживается совершенно другого подхода. Для целей инвестиционного налогового кредита важно то, заряжается ли устройство хранения преимущественно (более 80%) от соответствующих возобновляемых источников. Физические технологии почти не упоминаются в разговоре. С литий-ионной-батареей, заряжаемой от солнечных панелей, обращаются совсем иначе, чем с той же батареей, заряжаемой от сети, хотя функционально они являются идентичным оборудованием.

 

Фрагментация на-уровне штата

Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии использует пороговые значения-на основе мощности. Их мандаты на закупку систем хранения энергии, установленные в соответствии с AB 2514, устанавливают минимальные требования к мощности, которым должны соответствовать коммунальные предприятия. Это определение включает в себя гидросистему, сжатый воздух, аккумуляторы, маховики и аккумуляторы тепла-, но с различной обработкой в ​​зависимости от того, где система подключается к сети.

Подход Нью-Йорка ориентирован-на продолжительность. Их определение массового хранения требует, чтобы системы обеспечивали не менее двух часов непрерывной разгрузки при номинальной мощности. Это исключает многие активы регулирования частоты, которые работают быстро, но не могут поддерживать производительность.

Между тем, Техас (потому что Техас, конечно, другой) вообще не требует хранения. ERCOT рассматривает батареи как генерирующие ресурсы с определенными эксплуатационными ограничениями, не создавая отдельной дефиниционной категории.

Технические определения против функциональных

Вот где это становится по-настоящему грязным.

Инженеры склонны определять хранение энергии по тому, что это такое: электрохимические батареи хранят заряд посредством химических реакций, гидросистемы с насосом хранят гравитационную потенциальную энергию, системы сжатого воздуха сохраняют давление в подземных пещерах, маховики хранят кинетическую энергию вращения. Это определения,-основанные на физике. Конкретный. Измеримый.

Операторы сетей больше заботятся о том, что делает хранилище. Может ли он быстро нарастать? Обеспечивает ли он регулирование частоты? Сможет ли он поддерживать производительность при пиковых нагрузках? Батарея мощностью 100 МВт, которая разряжается в течение 15 минут, сильно отличается от батареи мощностью 100 МВт, которая разряжается в течение 4 часов, хотя у них одинаковая номинальная мощность.

EIA собирает данные, используя оба подхода,-указывая паспортную мощность в мегаваттах и ​​мощность в мегаватт-часах. Этот двойной отчет на самом деле весьма умен, поскольку он отражает фундаментальное противоречие между определениями, ориентированными на власть и энергию. Но некоторые крайние случаи по-прежнему остаются нерешенными.

Водородный вопрос

Является ли водородное хранилище энергии?

Технически да. Электролизеры используют электричество для разделения воды на водород и кислород. Этот водород позже можно будет сжечь или пропустить через топливный элемент для регенерации электроэнергии. Энергия поступает, сохраняется, энергия уходит. Классическое хранилище.

Однако в нормативной базе водород редко классифицируется как аккумуляторы и гидроэлектростанции. КПД туда и обратно ужасен,-может быть, 30-40 % по сравнению с 85–90 % у литий-ионных аккумуляторов. Требования к инфраструктуре совершенно разные. Сценарии использования часто связаны с транспортировкой или промышленным сырьем, а не с сетевыми услугами.

Грандиозный вызов Министерства энергетики США по хранению энергии включает в себя водород. Мандаты Калифорнии на хранение в основном этого не делают. Рыночные правила FERC относятся к этому... неоднозначно. Одна и та же технология, разные определения, в зависимости от того, кого вы спрашиваете.

Продолжительность как определяющая характеристика

Примерно в 2020 году произошло нечто интересное. Индустрия хранения данных начала самоорганизовываться-по категориям длительности:

 

 

01.Кратковременное-хранение

(менее 4 часов) стали ассоциироваться с сетевыми услугами-регулированием частоты, раскручиванием резервов и укреплением мощности. Эти системы циклически повторяются часто, иногда десятки раз в день.

02.Длительное-хранение

(4+ часов с повышенным вниманием к системам часов 8-12+) стали ассоциироваться с перераспределением нагрузки и интеграцией возобновляемых источников энергии. Совет по долговременному хранению энергии даже возник как правозащитная организация, которая расскажет вам кое-что о том, как отрасль рассматривает эти границы определений.

Некоторые исследователи теперь выступают за третью категорию:сезонное хранение, способный хранить энергию в течение недель или месяцев. Подумайте о водороде, который производится из-за избыточной выработки весенним ветром и потребляется во время пикового спроса летом. Или массивные подземные термальные резервуары. Эта категория пока практически не существует на коммерческой основе, но ее определения уже обсуждаются.

Почему совместное-расположение все усложняет

Самым быстрорастущим-сегментом рынка хранения данных являются гибридные системы-батареи в сочетании с солнечной или ветровой генерацией. И это создает головную боль по определению.

Если солнечная электростанция мощностью 100 МВт включает батарею мощностью 50 МВт, то:

Солнечная электростанция с накопителем?

Завод по хранению с зарядкой на месте?

Единый гибридный объект?

Два отдельных актива, которые имеют общую взаимосвязь?

Ответ важен для очередей на присоединение, налогового режима, аккредитации мощности и рыночных торгов. Разные юрисдикции пришли к разным выводам.

В Приказе FERC 2023 была предпринята попытка уточнить гибридный режим в процессах присоединения, но реализация варьируется в зависимости от региональной передающей организации. Некоторые RTO требуют отдельных запросов на соединение для компонентов хранения. Другие допускают единое лечение. Северо-восток делает нечто иное, чем Юго-Запад.

По состоянию на конец 2023 года примерно 70% новых проектов по созданию батарей в очереди на межсетевое соединение в США были связаны с солнечной генерацией. Границы определений между «генерацией» и «хранением» быстро стираются, а нормативная база еще не полностью их догнала.

Международное расхождение

Не думайте, что американские определения применимы где-то еще.

Пакет чистой энергии Европейского Союза рассматривает хранение энергии как отдельный класс активов со своими собственными сетевыми кодексами и правилами доступа к рынку. Их определение явно включает технологии производства энергии-в-газ, которые часто исключаются из нормативных актов США.

Китай относит накопление энергии к более широким инвестиционным категориям «новой инфраструктуры», объединяя их с сетями 5G, центрами обработки данных и зарядкой электромобилей. Структура определений служит целям промышленной политики, а не дизайну рынка или работе энергосистемы.

Национальный рынок электроэнергии Австралии создал категорию «двунаправленных единиц» специально для ресурсов хранения, подчеркивая двусторонний-поток электроэнергии. Эта концепция отличается от подходов США, которые часто начинаются с моделей,-ориентированных на поколение.

Это не просто бюрократические разногласия. Они определяют, какие технологии получат инвестиции, как международные компании структурируют трансграничные проекты и имеют ли вообще смысл статистические сравнения между странами.

Проблема измерения

Вот что редко обсуждается: цифры емкости, которые вы видите в заголовках, часто несопоставимы.

EIA сообщает паспортную мощность-максимальную номинальную мощность, указанную производителем. Но фактическая работоспособность зависит от температуры, состояния заряда, деградации и состояния сети. Паспортная батарея мощностью 100 МВт может обеспечить мощность 85-95 МВт в типичных условиях.

Некоторые юрисдикции сообщают об установленной мощности (то, что физически присутствует), в то время как другие сообщают о взаимосвязанной мощности (то, что фактически подключено к сети). Некоторые сообщают об эффективной мощности (с поправкой на коэффициенты производительности). Различия могут быть существенными.

Когда Калифорния сообщает о 5000 МВт емкости хранения, а Техас сообщает о 3000 МВт, эти цифры невозможно напрямую сравнивать без понимания базовой методологии определения. Аналитики обычно ошибаются.

Корпоративные и финансовые определения

Банки, страховщики и рейтинговые агентства разработали свои собственные определения хранилища, часто основанные на оценке рисков, а не на технической точности.

В финансовых документах хранилище обычно определяется с помощью гарантий производительности и кривых деградации, а не типа технологии. Кредитора волнует, сохранит ли аккумулятор емкость 80 % через 10 лет.-Химический состав имеет значение только постольку, поскольку он влияет на гарантию.

Рамки ESG все чаще включают хранение в категории экологически чистой энергии, но с разными подходами. Некоторые считают, что сетевые-заряженные батареи считаются нулевыми-выбросами. Другие требуют возобновляемой зарядки, чтобы соответствовать требованиям. Инициатива Science Based Targets имеет собственную методологию.

Ни одно из этих корпоративных определений не соответствует в полной мере нормативным определениям, что создает интересные ситуации, когда проект является «хранилищем» для целей финансирования, но чем-то еще для целей налогообложения.

Новые технологии, новые определения

Существующие рамки определений предполагают категории, которые могут не пережить контакта с этими технологиями. Регуляторы адаптируются. В конце концов. Наверное, не изящно.

Так что же это значит?

Три практических вывода:

Во-первых, всякий раз, когда вы видите статистику хранилища, спросите, какое определение используется. Паспортная табличка или эффективная мощность? Номинальная мощность или энергетический рейтинг? Что включено и исключено? Числа без определяющего контекста почти бессмысленны.

Во-вторых, признайте, что различия в определениях – это не просто путаница-, они отражают действительно разные приоритеты. Инженерам нужна техническая точность. Операторы сетей хотят операционной ясности. Политики хотят иметь административные категории. Финансовые учреждения хотят иметь приемлемые для банков критерии. Эти приоритеты естественным образом не совпадают.

В-третьих, ожидайте продолжения фрагментации. Рынок хранения данных растет слишком быстро для гармонизации нормативных требований. Калифорния продолжит делать калифорнийские вещи. FERC продолжит издавать приказы, которые другие агентства творчески интерпретируют. Международные подходы будут и дальше расходиться.

Вопрос «что такое система хранения энергии?» оказывается, не имеет однозначного ответа. Это расстраивает, если вы хотите ясности. Но это также честно.