MIT: Den Einsatz verschiedener Energiespeichertechnologien beschleunigen

Die MIT-Studie erstreckte sich über mehr als drei Jahre und analysierte den Einsatz verschiedener Energiespeichertechnologien (elektrochemisch, thermisch, chemisch und mechanisch) zur Speicherung von Wind- und Sonnenenergie, um das Netz bis 2050 zu dekarbonisieren.

Die Errichtung eines klimafreundlichen Netzes in den USA erfordert eine Änderung der Planungs- und Betriebsinstrumente, um die Übergangssysteme widerzuspiegeln, die zur Bekämpfung des Klimawandels erforderlich sind, heißt es in dem Bericht. Es fordert auch höhere Pauschalgebühren, um die Energiespeicherung finanziell tragfähig zu machen.

Darüber hinaus empfiehlt der Bericht, die derzeitige Praxis der Bundesregierung zu überarbeiten, geistiges Eigentum an Partner aus dem Privatsektor zu vergeben, die sich an den Kosten von Technologiedemonstrationsprojekten beteiligen. Öffentliche Investitionen in Technologiedemonstrationen und frühe Bereitstellungsaktivitäten sollen Wissen verbreiten, heißt es in dem Bericht.

In der Vergangenheit hat das DOE die Bundesfinanzierung "gedehnt", indem es darauf bestand, dass Partner des Privatsektors die Projektkosten teilen. Da private Partner im Gegenzug häufig geistiges Eigentum erhalten, untergräbt diese Praxis das grundlegende Ziel öffentlich geförderter Technologie-Demonstrationsprojekte, Informationen unter allen Akteuren der Branche zu verbreiten und damit die Voraussetzungen für einen wirksamen Wettbewerb zu schaffen. Bundesdemonstrationsprojekte sollten explizite Anforderungen für den Informationsaustausch mit anderen US-Einheiten enthalten, die noch keine Partner sind, selbst wenn dies einen größeren Bundesbeitrag erfordert.

Überschüssige Solar- und Windenergie kann gespeichert werden und das Netz in Zeiten hoher Nachfrage mit Strom versorgen, „auf kosteneffiziente Weise, um die Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten – was wiederum die Elektrifizierung vieler Endverbrauchsaktivitäten außerhalb des Energiesektors unterstützen kann“, sagte MITEI sagte der Direktor für Chemieingenieurwesen, Professor Robert Armstrong, als der Bericht veröffentlicht wurde.

Unter der Annahme, dass die Kosten für Wind- und Solartechnologien weiter sinken, identifiziert das Modell der Studie „einen kosteneffektiven Weg zur Dekarbonisierung des Energiesystems --, der die Emissionen um 97 Prozent -99 Prozent im Vergleich zu den Werten von 2005 in den USA reduziert “, schloss die Studie. „Eine effektive Dekarbonisierung erfordert erhebliche Investitionen in mehrere Energiespeichertechnologien sowie in Übertragung, saubere Erzeugung und Nachfrageflexibilität“, fügte sie hinzu.

"Es ist hilfreich zu verstehen, wo und wie sich die Energiespeichertechnologie weiterentwickeln muss, und die verschiedenen Kompromisse zwischen Energie- oder Kapazitätskosten, Umlaufeffizienz und -dauer usw. zu verstehen", sagte Jin Noh, Policy Director von California Energy Storage Alliance, im Bericht. Er fügte hinzu, dass es Richtlinien für die Entwicklung und Kommerzialisierung verschiedener neuer Energiespeichertechnologien leiten könnte.

Die heute dominierende Netzspeicherung wird von Lithium-Ionen-Batterien bereitgestellt, die typischerweise eine maximale Leistung von 4 Stunden haben, während eine Speicherung, die mehr Stunden Versorgungszeit bietet, erforderlich ist, um unterschiedliche Netzanforderungen zu erfüllen, einschließlich wetter- und jahreszeitbedingter Anforderungen. Das Energieministerium entwickelt derzeit ein Forschungsziel, um die Kosten der Energiespeicherung über 10 Stunden hinaus zu senken. Es hat kürzlich 505 Millionen US-Dollar bewilligt, um die mehrstündige Speicherung in Kombination mit erneuerbarer Energie voranzutreiben.

Der MIT-Bericht fordert eine stärkere Unterstützung für längere Laufzeiten, insbesondere elektrochemische Speichertechnologien unter Verwendung weit verbreiteter Erdmaterialien, einschließlich solcher aus Sekundärbatterien und Recycling.

Ohne erhebliche private Investitionsförderung wie Lithium-Ionen-Batterien ist mehr staatliche Finanzhilfe erforderlich, um mindestens 12 Stunden Leistung zu unterstützen, heißt es in dem Bericht. Die private Finanzierung dieser energiedichten, kostengünstigen Batterien in Elektrofahrzeugen „verbessert die Aussichten für die kurzfristige Speicherung von Stromsystemen erheblich“, heißt es in dem Bericht.

Eine weitere Herausforderung, so der Bericht, besteht darin, dass die langfristige Energiespeicherung wenig Wert haben wird, wenn die Wind- und Solarenergie zurückgeht. Da die Eigenschaften und Werte intermittierender Energie sehr unterschiedlich sind, fordert das MIT auch höhere Pauschalgebühren, um die Rentabilität der Speichertechnologie sicherzustellen.

„Unsere Modelle deuten darauf hin, dass die Grenzsystemkosten für Energie für ein dekarbonisiertes System, das von Wind- und Sonnenenergie dominiert wird, über viele Stunden hinweg null oder niedrig sein werden“, sagte Howard Gruenspeccht, leitender Energieökonom am MIT, mit der Verwendung von Im Vergleich zu versandfähig Erzeugung aus fossilen Brennstoffen, da "zukünftige Dekarbonisierungssysteme wahrscheinlich hohe Kapitalkosten und sehr niedrige variable Kosten haben werden, sollten feste Gebühren eine größere Rolle bei der Kostendeckung spielen als jetzt", fügte er hinzu. Dazu gehören Gebühren auf der Grundlage des Einkommensniveaus der Verbraucher, um „Probleme der Gerechtigkeit und Effizienz anzugehen“.