Gardets

NÀsta steg i kampen mot klimatförÀndringar? Massiva batterier som utnyttjar solens kraft

Kredit: CC0 Public Domain

Mindre Àn en mil frÄn en flodmynning fylld med havsutter som Àr populÀr bland kajakpaddlare sitter rad pÄ rad med höga, vita stÄlskÄp uppflugna pÄ lÄga betongplattformar, utrymmet mellan dem kors och tvÀrs av grusvÀgar. Allt Àr tyst, utom för det svaga brummandet av flÀktar och mÄsarna över huvudet.

En förbipasserande kan missta platsen för en sjÀlvförvaringsanlÀggning, men gamla möbler och minnessaker förvaras inte hÀr. Solens energi Àr.

Hela dagen lĂ„ng strömmar elektricitet frĂ„n solpaneler in i Kaliforniens elnĂ€t, för mycket för att anvĂ€ndas under dagsljus nĂ€r efterfrĂ„gan Ă€r lĂ€gre. Överskottet lagras hĂ€r, pĂ„ Pacific Gas & Electrics 182,5 megawatt Moss Landing Elkhorn Battery System.

En gÄng platsen för statens största fossilbrÀnsleeldade kraftverk Àr Elkhorn ett av dussintals litiumjonbatterisystem i allmÀnnyttiga skala runt om i landet som matar förnybar energi tillbaka till nÀtet nÀr det behövs.

“Detta Ă€r en framtid bortom fossila brĂ€nslen, en framtid med ren luft och ett stabilt klimat”, sĂ€ger David Hochschild, ordförande för California Energy Commission.

Elkhorns rader av vita lĂ„dor, som kallas för nyttoklassade batterier, kan hĂ„lla solenergi i upp till fyra timmar. Det hjĂ€lper till att tĂ€cka det avgörande fönstret nĂ€r solen gĂ„r ner, precis som tiotals miljoner kalifornier kommer hem, sĂ€tter pĂ„ sina luftkonditioneringar och eldar upp sina spisar för att laga middag, en period som kallas “kvĂ€llsrampen”.

Fulladdad, Elkhorn-anlÀggningen har tillrÀckligt med el för de ögonblickliga kraven frÄn PG&E-kunder i nÀstan 275 000 hem.

Lagringen gör det möjligt för kraftverket att undvika att anskaffa kraft frÄn dyrare naturgaskraftverk som endast behövs för toppefterfrÄgan. Bara 10 dagar efter att batterisystemet certifierats för drift, den 17 april, bevisade det sitt vÀrde.

“Vi fyllde batterierna till en kostnad av $10 per megawattimme. NĂ€r vi började anvĂ€nda den kraften pĂ„ topp var det vĂ€rt 100 dollar per megawattimme”, sa PG&E:s VD Patti Poppe till en publik vid förra veckans avtĂ€ckande av systemet.

Under detta och förra Äret tog PG&E i drift sex stora anlÀggningar i delstaten som tillsammans har kapacitet att lagra nÀstan 1 000 megawatt energi. Den har kontrakt för ytterligare 2 374,5 megawatt fram till 2024.

PG&E drar ocksÄ ström frÄn en installation intill Elkhorn som Àgs av Vistra Corp. i Texas. Den har en kapacitet pÄ 400 megawatt och Àr planerad att lÀgga till ytterligare 350 megawatt under de kommande Ären.

Förra Äret installerade Kalifornien mer Àn 2 gigawatt batterilagring, sa Hochschild, och har nu mer Àn nÄgon annanstans i vÀrlden.

“Det Ă€r en otrolig framgĂ„ngssaga”, sa han. “Det Ă€r klart att vi har gĂ„tt in i en guldĂ„lder av energilagring.”

Lagring sker överallt

SĂ„dana batteriplatser Ă€r inte unika för Kalifornien. Åtta delstater har satt upp mĂ„l för energilagring för att balansera ut vind- och solenergi, enligt American Clean Power Association, och fler förvĂ€ntas göra detsamma nĂ€r priserna faller.

Utan förmÄgan att lagra energi Àr solenergi inte sÄ anvÀndbar som den kan vara. Och i takt med att mer förnybar energi lÀggs till landets elnÀt ökar behovet av lagring.

I Oregon har Wheatridge Renewable Energy Facility, som Àgs av Portland General Electric, ett batteri pÄ 30 megawatt anslutet till en 350 megawatt vind- och solinstallation.

Florida Power & Light Company bygger en 409 megawatts soldriven batterilagringsanlĂ€ggning, “tillrĂ€ckligt för att driva Disney World i cirka sju timmar”, sa företaget.

BatterianlÀggningen, som Àr under uppbyggnad vid Manatee Energy Storage Center i Parrish, Florida, har tillrÀcklig kapacitet för att driva cirka 329 000 hem i mer Àn tvÄ timmar och motsvarar 100 miljoner iPhone-batterier.

Delstaten New York tillkÀnnagav denna mÄnad sex parade sol- och batterilagringsprojekt som kommer att lagra 159 megawatt el.

Tillsammans betyder dessa anlÀggningar hundratusentals hem som inte kommer att behöva ström frÄn ett naturgaskraftverk under den högsÀsong nÀr solen gÄr ner.

“Batteriet kan ersĂ€tta det,” Paul Denholm, en energianalytiker vid National Renewable Energy Laboratory i Golden, Colorado.

Ett typiskt hus anvÀnder cirka 1,25 kilowatt el per timme i genomsnitt, sÀger Jason Burwen, vice ordförande för energilagring med American Clean Power Association.

Ett batteri pÄ 1 megawatt kan driva cirka 330 hem, och mÄnga batterier som installeras har fyra timmars energi, tillrÀckligt för att bÀra dessa hem genom perioder med hög efterfrÄgan, sa Denholm.

Den hÀr typen av hybrid-solbatterianlÀggningar kan vara en av de viktigaste krafttrenderna pÄ 2020-talet, sÀger Joachim Seel, en vetenskaplig ingenjörsmedarbetare pÄ elmarknaden och policyavdelningen vid Lawrence Berkeley National Laboratory.

NÀstan hÀlften av landets planerade solenergiinstallationer, totalt 675 gigawatt, föreslÄs som en del av en solbatterihybrid, sade han.

Utmaningarna med förnybar energi

Ett vanligt argument mot att anvÀnda förnybar kraft Àr att solen inte alltid skiner och vinden inte alltid blÄser nÀr el behövs. Utan lagring kan förnybar energi försörja endast cirka 50 % av landets energibehov.

LÀgg till batterilagring till nÀtet och det Àr plötsligt möjligt att förestÀlla sig att fÄ 80 % eller 90 % av landets kraft frÄn kolfria kÀllor som vind, sol, kÀrnkraft och vattenkraft, sa Denholm.

Men förvaring Àr bara en pusselbit, erkÀnde han. För att nÄ de 80 % eller 90 % mÄste det amerikanska elnÀtet moderniseras sÄ att det enkelt kan flytta ström frÄn dÀr den lagras till dÀr den behövs. Enligt vissa uppskattningar behöver elöverföringssystemet utökas med 60 % inom det nÀrmaste decenniet.

Andra vÀgspÀrrar skymtar. Att bygga tillrÀckligt med lagringskapacitet kommer att innebÀra att man övervinner förseningar i leveranskedjan och klarar av stigande priser pÄ rÄvaror som nickel, kobolt och litium som anvÀnds för att skapa batterierna.

Elkhorn-batterierna tillverkades av Tesla, som har fabriker i Kalifornien och Nevada. Men de flesta batterier av nyttostorlek kommer frÄn Korea, Japan och Kina. Covid-19 nedstÀngningar dÀr har bromsat produktionen och trassliga sjöfart.

USA jobbar pÄ att flytta produktionen hit, men det kommer att ta tid. Förra mÄnaden tillkÀnnagav Biden-administrationen en investering pÄ 3 miljarder dollar i batteritillverkning och ÄtervinningsanlÀggningar för att öka den inhemska försörjningskedjan.

En annan oro Àr att litiumjonbatterier under fel förhÄllanden kan överhettas och orsaka brÀnder.

Vistras Moss Landing-anlÀggning har haft tvÄ sÄdana incidenter, en i februari och en i september förra Äret. Ett misslyckat lager i ett luftbehandlingsaggregat gav rök som satte igÄng sprinklersystemet. Vattnet skadade batterierna, vilket gjorde att en del överhettades, vilket skapade mer rök och slÀppte ut mer vatten. UngefÀr 7% av modulerna förstördes, sade företaget i en rapport om incidenten.

Ingen skadades i bÄda fallen, men anlÀggningen stÀngdes av efter hÀndelsen i februari. Företaget sÀger att det planerar att ta upp det online i slutet av sommaren.

En brand i en batteriinstallation i stor skala i Arizona i april stÀngde ocksÄ av den i flera mÄnader.

Inget energisystem Àr helt sÀkert, pÄpekar föresprÄkarna. Under 2017 överbelastade kraftiga regn Kaliforniens Oroville-dammen, vilket krÀvde att 180 000 mÀnniskor evakuerades medan grunderosionen reparerades. 1979 drabbades Pennsylvanias kÀrnkraftverk Three Mile Island av en partiell hÀrdsmÀlta.

Det intrĂ€ffade 680 allvarliga incidenter i rörledningar för naturgas, farliga vĂ€tskor och flytande naturgas mellan 2002 och 2021, med 260 döda och 1 109 skadade, enligt US Department of Transportation’s Pipeline and Hazardous Materials Safety Administration.

Framtiden för energilagring

Idag finns cirka sex gigawatt batterilagring pÄ plats över hela USA, och ytterligare 14 gigawatts projekt Àr pÄ gÄng, sÀger John Hensley, vicepresident för forskning vid American Clean Power Association.

I slutet av decenniet berĂ€knas det finnas tillrĂ€ckligt med batterier pĂ„ det nationella nĂ€tet för att rymma 75 gigawatt förnybar energi. Det rĂ€cker med el för att driva nĂ€stan 50 miljoner hem under en timme – eller för att driva luftkonditionering i 38 miljoner hem efter att solen har gĂ„tt ner, sa Denholm.

National Renewable Energy Laboratory uppskattar lagringskapaciteten kan vÀxa till sÄ mycket som 650 gigawatt Är 2050 med kostnaderna som förvÀntas sjunka med sÄ mycket som 88%. Under det senaste decenniet har de redan sjunkit mer Àn 90%.

“De hĂ€r projekten byggs för att de Ă€r ekonomiska,” sa Denholm. “Det hĂ€r drivs inte av att politiker sĂ€ger “Du mĂ„ste bygga lagring.” Den drivs av modellering som visar att verktygen Ă€r den mest ekonomiska resursen.”

NÀr energiomstÀllningen Àr klar kommer lamporna att tÀndas precis som de alltid har gjort men elektriciteten som driver dem kommer frÄn andra stÀllen Àn vad den gör idag.

Med ett smidigare elnÀt kan överskottsström i ett omrÄde omedelbart gÄ dit det behövs, med batterier som fyller i luckorna, sa Burwen.

“Bara för att solen gĂ„r ner i Utah sĂ„ lyser den fortfarande i Kalifornien”, sa han. “Och nĂ€r solen gĂ„r ner i Kalifornien brusar vinden pĂ„ Great Plains.”


NÀr Kalifornien fÀster mycket av sina förhoppningar om energilagring, öppnar SDG&E en ny batterianlÀggning


(c)2022 USA Today. Distribueras av Tribune Content Agency, LLC.

Citat:NÀsta steg i kampen mot klimatförÀndringar? Massiva batterier som utnyttjar solens kraft (2022, 15 juni) hÀmtade 15 juni 2022 frÄn https://techxplore.com/news/2022-06-combating-climate-massive-batteries-harness.html

Detta dokument Àr föremÄl för upphovsrÀtt. Bortsett frÄn all rÀttvis handel i syfte att privata studier eller forskning, fÄr ingen del reproduceras utan skriftligt tillstÄnd. InnehÄllet tillhandahÄlls endast i informationssyfte.

HĂ„ll kontakten med oss ​​pĂ„ sociala medieplattformar för omedelbar uppdatering klicka hĂ€r för att gĂ„ med i vĂ„r Twitter och Facebook

BotĂłn volver arriba

Annonsblockerare upptÀckt

Du mÄste ta bort AD BLOCKER för att fortsÀtta anvÀnda vÄr webbplats TACK