Каліфорнія споживає більше електроенергії від Сонця, ніж будь-який інший штат, але й у нього також є проблема: сонячної енергії багато протягом дня, але вона зникає надвечір, як тільки люди повертаються додому з роботи, і попит на електроенергію різко зростає. Щоб заповнити цю прогалину, енергетичні компанії зазвичай спалюють більше копалин, таких як природний газ.

 

З 2020 року ситуація змінюється, так у Каліфорнії було встановлено більше гігантських батарей, ніж будь-де у світі, крім Китаю. Вони можуть поглинати надлишок сонячної енергії протягом дня і зберігати її для використання, коли стемніє вітер і сонце не завжди доступні.

 

Наприклад, з 19:00 до 22:00 батареї забезпечували понад одну п'яту електроенергію Каліфорнії і за кілька хвилин виробили 7046 мегават електроенергії, що відповідає потужності семи великих ядерних реакторів.

 

За останні три роки ємність акумуляторних батарей у національних мережах зросла вдесятеро, до 16 000 мегават.

 

 

Джерело: Управління енергетичної інформації США.

 

Більшість акумуляторів використовують літій-іонну технологію, аналогічну батареям у смартфонах або електромобілях. Оскільки за останні десятиліття індустрія електромобілів розширилася, вартість акумуляторів впала на 80 відсотків, що робить їх конкурентоспроможними для великомасштабних систем зберігання енергії. Федеральні субсидії також стимулювали економічне зростання. У Каліфорнії, яка поставила амбітні цілі щодо боротьби зі зміною клімату, політики сподіваються, що мережеві батареї допоможуть штату отримувати 100 відсотків електроенергії з безвуглецевих джерел до 2045 року.

 

 

Як батареї працюють у мережі сьогодні?

 

Коли енергетичні компанії вперше почали підключати батареї до мережі в 2010-х роках, вони переважно використовували їх для згладжування невеликих перебоїв у подачі електроенергії, скажімо, якщо електростанція несподівано відключалася від мережі. Багато операторів акумуляторів, як і раніше, отримують більшу частину своїх доходів, надаючи ці «допоміжні послуги».

 

Але енергетичні компанії також використовують батареї для свого роду торгівлі: заряджають, коли електроенергії багато і вона дешева, а потім продають електроенергію в мережу, коли постачання електроенергії стає більш обмеженим і дорогим.

 

У Каліфорнії ціни на електроенергію часто падають близько полудня, коли штат виробляє більше сонячної енергії, ніж потрібно, особливо навесні, коли використання систем кондиціювання повітря невелике. Потім ціни злітають увечері, коли сонячна енергія зникає, і мережним операторам доводиться збільшувати потужність газових електростанцій або гребель гідроелектростанцій, щоб компенсувати це.

 

Зараз у мережі Каліфорнії є акумуляторна батарея потужністю 10 000 мегават, її достатньо для живлення 10 мільйонів будинків протягом декількох годин.

 

У Техасі батареї, як і раніше, в основному використовуються для надання допоміжних послуг, стабілізуючи мережу від несподіваних збоїв. зростає.) Техас також більшою мірою, ніж Каліфорнія, залежить від енергії вітру, коливання якої менш передбачувані.

 

Однак галузь, як і раніше, стикається з перешкодами. Літій-іонні акумулятори легко спалахують, і, хоча оператори зробили кроки щодо зниження ризику займання, деякі спільноти виступають проти проектів на своїх задніх дворах. Більшість акумуляторів, як і раніше, поставляються з Китаю, що робить їх вразливими для торгових суперечок.

 

В інших штатах складні правила іноді не дозволяють комунальним підприємствам додавати накопичувачі енергії.

 

Чи можуть мережні батареї допомогти у боротьбі зі зміною клімату?

 

На думку експертів, мережні батареї можуть стати корисним інструментом для скорочення викидів, що викликають потепління планети, хоча вони все ще потребують подальшого вдосконалення з погляду витрат, технологій та способів їх використання.

У Каліфорнії акумулятори скорочують викиди від викопного палива. Споживання газу в штаті у квітні впало до семирічного мінімуму. - «Ми дійшли висновку, що батареї витісняють природний газ, коли сонячна генерація збільшується і зменшується щодня», - каже виконавчий директор Grid Status, компанії, яка займається відстеженням даних про електроенергію.

 

Сьогоднішні літій-іонні акумулятори зазвичай забезпечують живлення лише протягом двох-чотирьох годин, перш ніж їх необхідно перезарядити. Якщо витрати продовжать падати, виробники акумуляторів, можливо, зможуть продовжити цей час до восьми чи десяти годин (це питання додавання більшої кількості акумуляторних блоків), але йти далі цього може бути не економічно, каже експерт з накопичення енергії в компанії Національна лабораторія відновлюваних джерел енергії .

 

Деякі компанії шукають інші рішення. Так, у Сакраменто стартап під назвою ESS займається створенням «проточних» батарей, які зберігають енергію в рідких електролітах і можуть працювати 12 годин і більше. Інший стартап, Form Energy, створює залізо-повітряну батарею, що працює на 100 годин. Цим ідеям доведеться конкурувати з такими альтернативами як ядерна енергетика, передова геотермальна енергія або навіть використання зеленого водню для зберігання електроенергії.

 

Регулюючі органи Каліфорнії заявляють, що до середини століття їм може знадобитися вп'ятеро більше сховищ, навіть якщо точно не відомо, які технології переважатимуть.

 

 

Джерело: https://www.nytimes.com/interactive/2024/05/07/climate/battery-electricity-solar-california-texas.html