MIT: Επιτάχυνση της ανάπτυξης διαφόρων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας

Η μελέτη του MIT διήρκεσε περισσότερα από τρία χρόνια και ανέλυσε τη χρήση διαφόρων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας (ηλεκτροχημική, θερμική, χημική και μηχανική) για την αποθήκευση αιολικής και ηλιακής ενέργειας για την απεξάρτηση του δικτύου από άνθρακα έως το 2050.

Η ενεργοποίηση ενός δικτύου φιλικού προς το κλίμα στις ΗΠΑ θα απαιτήσει αλλαγή σχεδιασμού και επιχειρησιακών εργαλείων που θα αντικατοπτρίζουν τα μεταβατικά συστήματα που απαιτούνται για την καταπολέμηση της κλιματικής αλλαγής, αναφέρει η έκθεση. Ζητεί επίσης αυξημένα κατ' αποκοπή τέλη για να καταστεί η αποθήκευση ενέργειας οικονομικά βιώσιμη.

Επιπλέον, η έκθεση συνιστά την αναθεώρηση της τρέχουσας πρακτικής της ομοσπονδιακής κυβέρνησης να χορηγεί πνευματική ιδιοκτησία σε εταίρους του ιδιωτικού τομέα που μοιράζονται το κόστος των έργων επίδειξης τεχνολογίας. Οι δημόσιες επενδύσεις σε τεχνολογικές επιδείξεις και δραστηριότητες έγκαιρης ανάπτυξης είναι για τη διάδοση της γνώσης, αναφέρει η έκθεση.

Στο παρελθόν, το DOE έχει «επεκτείνει» την ομοσπονδιακή χρηματοδότηση επιμένοντας ότι οι εταίροι του ιδιωτικού τομέα μοιράζονται το κόστος του έργου. Επειδή οι ιδιωτικοί εταίροι λαμβάνουν συχνά ως αντάλλαγμα πνευματική ιδιοκτησία, αυτή η πρακτική υπονομεύει τον θεμελιώδη στόχο των έργων επίδειξης τεχνολογίας που υποστηρίζονται από το δημόσιο, που είναι η διάδοση πληροφοριών μεταξύ όλων των παραγόντων του κλάδου, δημιουργώντας έτσι τις προϋποθέσεις για αποτελεσματικό ανταγωνισμό. Τα ομοσπονδιακά έργα επίδειξης θα πρέπει να περιλαμβάνουν ρητές απαιτήσεις για την ανταλλαγή πληροφοριών με άλλες οντότητες των ΗΠΑ που δεν είναι ακόμη εταίροι, ακόμη και αν αυτό απαιτεί μεγαλύτερη ομοσπονδιακή συνεισφορά.

Η πλεονάζουσα ηλιακή και αιολική παραγωγή μπορεί να αποθηκευτεί και να τροφοδοτήσει το δίκτυο σε περιόδους υψηλής ζήτησης, "με οικονομικό τρόπο για να διατηρηθεί η αξιοπιστία - η οποία με τη σειρά της μπορεί να υποστηρίξει την ηλεκτροδότηση πολλών δραστηριοτήτων τελικής χρήσης εκτός του τομέα ηλεκτρικής ενέργειας", δήλωσε το MITEI Ο διευθυντής Χημικής Μηχανικής, καθηγητής Ρόμπερτ Άρμστρονγκ, είπε όταν κυκλοφόρησε η έκθεση.

Υποθέτοντας ότι το κόστος των τεχνολογιών αιολικής και ηλιακής ενέργειας συνεχίζει να μειώνεται, το μοντέλο της μελέτης "προσδιορίζει μια οικονομικά αποδοτική οδό για την απανθρακοποίηση του συστήματος ηλεκτρικής ενέργειας -- μειώνοντας τις εκπομπές κατά 97 τοις εκατό -99 τοις εκατό σε σύγκριση με τα επίπεδα του 2005 στις ΗΠΑ », κατέληξε η μελέτη. «Η αποτελεσματική απαλλαγή από τις ανθρακούχες εκπομπές θα απαιτήσει σημαντικές επενδύσεις σε πολλαπλές τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας καθώς και στη μετάδοση, την καθαρή παραγωγή και την ευελιξία της ζήτησης», πρόσθεσε.

"Είναι χρήσιμο να κατανοήσουμε πού και πώς πρέπει να εξελιχθεί η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας και να κατανοήσουμε τις διάφορες ανταλλαγές μεταξύ του κόστους ενέργειας ή χωρητικότητας, της απόδοσης και της διάρκειας του ταξιδιού μετ' επιστροφής κ.λπ.", δήλωσε ο Jin Noh, διευθυντής πολιτικής της California Energy Storage Alliance, στην έκθεση. Πρόσθεσε ότι θα μπορούσε να κατευθύνει πολιτικές για την ανάπτυξη και την εμπορευματοποίηση διαφόρων νέων τεχνολογιών αποθήκευσης ενέργειας.

Η σημερινή κυρίαρχη αποθήκευση δικτύου παρέχεται από μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι οποίες συνήθως έχουν μέγιστη απόδοση 4 ωρών, ενώ απαιτείται αποθήκευση που παρέχει περισσότερες ώρες τροφοδοσίας για την κάλυψη διαφορετικών αναγκών δικτύου, συμπεριλαμβανομένων των καιρικών συνθηκών και των εποχιακών αναγκών. Το Υπουργείο Ενέργειας αναπτύσσει επί του παρόντος έναν ερευνητικό στόχο για να βοηθήσει στη μείωση του κόστους αποθήκευσης ενέργειας πέραν των 10 ωρών. Πρόσφατα ενέκρινε 505 εκατομμύρια δολάρια για την προώθηση της αποθήκευσης πολλών ωρών σε συνδυασμό με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.

Η έκθεση του MIT ζητά μεγαλύτερη υποστήριξη για μεγαλύτερη διάρκεια, ειδικά τεχνολογίες ηλεκτροχημικής αποθήκευσης που χρησιμοποιούν ευρέως διαθέσιμα υλικά γης, συμπεριλαμβανομένων εκείνων από μπαταρίες δευτερεύουσας χρήσης και ανακύκλωσης.

Χωρίς ουσιαστική υποστήριξη ιδιωτικών επενδύσεων, όπως οι μπαταρίες ιόντων λιθίου, απαιτείται περισσότερη κρατική οικονομική βοήθεια για την υποστήριξη τουλάχιστον 12 ωρών παραγωγής, ανέφερε η έκθεση. Η ιδιωτική χρηματοδότηση για αυτές τις ενεργειακά πυκνές, χαμηλού κόστους μπαταρίες σε ηλεκτρικά οχήματα «βελτιώνει σημαντικά τις προοπτικές για βραχυπρόθεσμη αποθήκευση του συστήματος ισχύος», σημειώνει η έκθεση.

Μια άλλη πρόκληση, ανέφερε η έκθεση, είναι ότι η μακροπρόθεσμη αποθήκευση ενέργειας θα έχει μικρή αξία όταν η παραγωγή αιολικής και ηλιακής ενέργειας μειωθεί. Έτσι, επειδή τα χαρακτηριστικά και οι τιμές της διακοπτόμενης ενέργειας είναι πολύ διαφορετικές, το MIT ζητά επίσης υψηλότερα κατ' αποκοπή τέλη για να διασφαλίσει ότι η τεχνολογία αποθήκευσης είναι κερδοφόρα.

«Τα μοντέλα μας υποδηλώνουν ότι, για πολλές ώρες, το οριακό κόστος του συστήματος ενέργειας για ένα σύστημα απανθρακοποίησης που κυριαρχείται από αιολική και ηλιακή ενέργεια θα είναι μηδενικό ή χαμηλό», δήλωσε ο Howard Gruenspeccht, ανώτερος οικονομολόγος ενέργειας στο MIT, με τη χρήση του Compared to dispatchable παραγωγή από ορυκτά καύσιμα, επειδή «τα μελλοντικά συστήματα απανθρακοποίησης είναι πιθανό να έχουν υψηλό κόστος κεφαλαίου και πολύ χαμηλό μεταβλητό κόστος, τα πάγια τέλη θα πρέπει να διαδραματίσουν μεγαλύτερο ρόλο στην ανάκτηση του κόστους από ό,τι τώρα», πρόσθεσε. Αυτό περιλαμβάνει χρέωση με βάση τα επίπεδα εισοδήματος των καταναλωτών για την «αντιμετώπιση ζητημάτων δικαιοσύνης και αποτελεσματικότητας».