मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा संचयन प्रणाली आणि काय बदलले आहे

ग्रीड ऑपरेटर वर्षानुवर्षे स्टोरेज समस्येवर पैसे फेकत आहेत आणि त्याचे परिणाम सर्वत्र दिसत आहेत. काही मार्केटमध्ये कोणाच्याही अंदाजापेक्षा इंस्टॉलेशन्स वेगाने वाढताना दिसतात, तर काहींना स्पष्ट गरजा असूनही परवानगी देऊन प्रकल्प मिळू शकत नाहीत.

पिढी आणि भार यांच्यातील विसंगती नवीन नाही. सौर ऊर्जा रात्री काहीही निर्माण करत नाही, शांत कालावधीत वारा मरतो आणि कोणाला तरी दिवे चालू ठेवावे लागतात. मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा साठवण प्रणाली उपाय म्हणून स्थान मिळवत राहतात, परंतु उपयोजन पद्धती सूचित करतात की स्थानिक परिस्थितीनुसार अर्थशास्त्र आणि तांत्रिक आवश्यकता मोठ्या प्रमाणात बदलतात.

मोठ्या प्रमाणावर ऊर्जा साठवण प्रणाली का तैनात करावी?

एकच उत्तर नाही. वारंवारता नियमनासाठी मिलिसेकंद प्रतिसाद वेळ आवश्यक आहे. ऊर्जा लवादासाठी तासांचा कालावधी लागतो. पीक शेव्हिंगला बॅकअप पॉवरपेक्षा वेगळ्या सायकलिंग पॅटर्नची आवश्यकता असते. ग्रिड ऑपरेटरना अनेक गरजा हाताळू शकतील अशा साधनांची आवश्यकता असते आणि पारंपारिक पॉवर प्लांट्सने हे अंतर्निहित वैशिष्ट्यांद्वारे प्रदान केले आहे ज्याची बॅटरी सॉफ्टवेअर आणि नियंत्रणांद्वारे प्रतिकृती बनवायची आहे.

चीनने 2023 मध्ये 16 GW पेक्षा जास्त नवीन ग्रिड-स्केल स्टोरेज स्थापित केले. ही संख्या युरोप आणि उत्तर अमेरिकेने एकत्रितपणे तैनात करण्यास व्यवस्थापित केलेल्या बौने आहे. हे अंतर उत्पादन फायदे, आक्रमक धोरण समर्थन आणि ग्रिड कनेक्शनमधील कमी नियामक अडथळे दर्शवते. इतर प्रदेश हे अंतर कमी करू शकतील की नाही हे प्रश्नचिन्ह आहे कारण ते फायदे किती वाढले आहेत.

दक्षिण ऑस्ट्रेलियातील टेस्लाचे हॉर्नस्डेल पॉवर रिझर्व्ह 2017 मध्ये 100 MW / 129 MWh क्षमतेने कार्यान्वित झाले आणि https://arena.gov.au वरील ऑपरेटरच्या अहवालांवर आधारित अंदाजे तीन वर्षांच्या आत पैसे दिले. परंतु त्या प्रकल्पाला दक्षिण ऑस्ट्रेलियातील विशिष्ट बाजार परिस्थितीचा फायदा झाला जो सर्वत्र अस्तित्वात नाही - उच्च घाऊक किमतीतील अस्थिरता, वृद्धावस्थेतील इंटरकनेक्टर्स, आणि वारंवारता नियमन आवश्यकता ज्यांना कालावधीपेक्षा जलद प्रतिसाद वेळा अधिक महत्त्व देतात.

कालावधी आणि घनता व्यापार-बंद

लिथियम-आयन बॅटरी तुम्हाला २-रेटेड पॉवरवर ४ तासांचा डिस्चार्ज देतात. सध्याच्या रसायनांसाठी ऊर्जा घनता सुमारे 250-340 Wh/kg आहे. दैनंदिन सायकलिंग आणि फ्रिक्वेंसी सेवांसाठी ही वैशिष्ट्ये चांगली कार्य करतात परंतु जेव्हा तुम्हाला हंगामी स्टोरेज किंवा मल्टी-डे बॅकअप क्षमता आवश्यक असते तेव्हा कमी पडतात.

जोपर्यंत तुम्ही 15-20 वर्षांच्या प्रकल्पाच्या आयुर्मानात घट होत नाही तोपर्यंत 85-95% ची राउंड-प्रवास कार्यक्षमता चांगली वाटते. क्षमता फिकट रेषीय नाही, सहाय्यक भार उपलब्ध उर्जेमध्ये खातात आणि थर्मल व्यवस्थापन उर्जा वापरते जी हेडलाइन कार्यक्षमता क्रमांकांमध्ये दिसत नाही.

पंप केलेले हायड्रो जागतिक साठवण क्षमतेच्या 90% पेक्षा जास्त शिल्लक आहे आणि अनेक दशकांपर्यंत असेल. या सुविधा किमान निकृष्टतेसह 50+ वर्षे कार्य करतात, जलाशयाच्या आकारानुसार 6-20 तासांसाठी डिस्चार्ज होऊ शकतात आणि अंदाजे कार्यक्षमतेची वैशिष्ट्ये आहेत. नवीन साइट्स कुठे विकसित केल्या जाऊ शकतात हे भूगोल मर्यादित करते आणि जेव्हा पर्यावरणाची चिंता निर्माण होते तेव्हा परवानगी देण्यास अनेक वर्षे लागतात.

खर्च डायनॅमिक्स सरळ नाहीत

2010 मध्ये बॅटरी पॅकच्या किमती सुमारे $1,100/kWh वरून घसरून 2023 पर्यंत $140/kWh पर्यंत खाली आल्या. परंतु भौतिक खर्चामुळे मजल्यावरील किमती तयार होतात ज्यावर केवळ मॅन्युफॅक्चरिंग स्केल मात करू शकत नाही.

लिथियमच्या किमती 2022 मध्ये काहीसे मागे जाण्यापूर्वी नाटकीयरित्या वाढल्या. निकेल आणि कोबाल्ट पुरवठा साखळी त्यांच्या स्वतःच्या अडचणींचा सामना करतात. जेव्हा कच्च्या मालाची उपलब्धता उत्पादन कार्यक्षमतेऐवजी बंधनकारक बंधन बनते तेव्हा ऐतिहासिक दरांवर किंमती कमी होत राहतील हे गृहीत धरून चालत नाही.

काही मार्केट्स आता सबसिडीशिवाय शुद्ध अर्थशास्त्रावर गॅस पीकर्सशी स्पर्धा करताना दिसतात. इतरांना अजूनही क्षमता देयके किंवा वित्तपुरवठ्यातील अंतर बंद करण्यासाठी इतर यंत्रणेची आवश्यकता आहे. या परिणामांमधील प्रसार स्थानिक विजेच्या किमती, नूतनीकरण करण्यायोग्य प्रवेश पातळी, ट्रान्समिशन मर्यादा आणि विद्यमान निर्मिती मिश्रणावर अवलंबून आहे जे साध्या सूत्रांपर्यंत कमी होत नाहीत.

ग्रिड कोड 300 MW बॅटरी इंस्टॉलेशन्ससाठी डिझाइन केलेले नव्हते जे चार्जिंगपासून डिस्चार्जिंगवर स्विच करून काही सेकंदात 600 MW स्वींग करू शकतात. ट्रान्समिशन ऑपरेटरना संरक्षण योजना आणि कार्यपद्धती पुन्हा लिहिणे आवश्यक होते. काही प्रदेश पटकन जुळवून घेतले. इतरांनी अडथळे निर्माण केले ज्यामुळे व्यवहार्य अर्थशास्त्र असूनही प्रकल्पांना वर्षानुवर्षे विलंब झाला.

लोकांच्या लक्षात येण्यापेक्षा सॉफ्टवेअर महत्त्वाचे आहे

नियंत्रण अल्गोरिदम युटिलिटी-स्केल स्टोरेज प्रोजेक्ट बनवते किंवा खंडित करते. चार्ज/डिस्चार्ज सायकल्स ऑप्टिमाइझ करणे, अधोगती व्यवस्थापित करणे, एकाच वेळी अनेक बाजार सेवांमध्ये सहभागी होणे, ग्रीड ऑपरेटर्सशी समन्वय साधणे - या प्रणालींचे परिष्कार प्रकल्प आर्थिक अंदाज पूर्ण करतात की नाही हे निर्धारित करते. अनेक सुरुवातीच्या इंस्टॉलेशन्सनी कमी कामगिरी केली कारण नियंत्रण धोरण त्यांना सामोरे जाणाऱ्या जटिलतेसाठी पुरेसे नव्हते.

समान क्षमतेची अनेक वेळा मोजणी करणे किंवा एकाच वेळी अनेक मार्केटमध्ये भाग घेण्यास प्रतिबंधित करणारे बाजार नियम समोर येईपर्यंत कमाईचे स्टॅकिंग सरळ वाटते. अनेक सेवा प्रदान करण्यात शारीरिकदृष्ट्या सक्षम असलेली प्रणाली केवळ एक किंवा दोन कमाई करण्यापुरतीच करारानुसार किंवा नियामकदृष्ट्या मर्यादित असू शकते. पारंपारिक पिढी किंवा लोड श्रेण्यांमध्ये बसत नसलेली स्टोरेज संसाधने कशी हाताळायची हे रेग्युलेटर शोधून काढतात म्हणून या मर्यादा न्यायक्षेत्र आणि बदलांमध्ये नाटकीयपणे बदलतात.

पर्यायी तंत्रज्ञान ट्रॅक्शनसाठी झगडत राहतात

फ्लो बॅटरी, कॉम्प्रेस्ड एअर स्टोरेज, लिक्विड एअर एनर्जी स्टोरेज - हे पर्याय दीर्घ कालावधीसाठी प्रति MWh कमी किमतीत उपाय म्हणून सतत चर्चा करतात. तैनाती संख्या जरी लहान राहिली.

https://highviewpower.com वर दस्तऐवजीकरण केल्यानुसार हायव्ह्यू पॉवरने 2022 मध्ये UK मध्ये 50 MW / 250 MWh क्षमतेची द्रव वायु सुविधा सुरू केली, जे लिथियम-आयन आणि पंप केलेल्या हायड्रोच्या पलीकडे काही व्यावसायिक-स्केल पर्यायांपैकी एकाचे प्रतिनिधित्व करते. हे व्यापक दत्तक घेण्याचे संकेत देते की एक विशिष्ट अनुप्रयोग राहते हे अद्याप पूर्ण न झालेल्या किमतीच्या मार्गांवर अवलंबून आहे.

कालावधीच्या आवश्यकतांबद्दल मूलभूत मतभेद आहेत. ग्रिडला किती 8+ तास स्टोरेज आवश्यक आहे विरुद्ध कमी-कालावधी प्रणाली आणि पूरक संसाधने? तांत्रिक विश्लेषणापेक्षा मागणी लवचिकता, ट्रान्समिशन विस्तार आणि सतत जीवाश्म इंधन क्षमता याविषयीच्या गृहितकांना परावर्तित करणारे स्प्रेडसह, उच्च नूतनीकरणयोग्य प्रवेश परिस्थितीसाठी स्टोरेज आवश्यकतांबद्दल विविध संस्थांचे अभ्यास परस्परविरोधी निष्कर्षांवर पोहोचतात.

फायनान्सिंग अटी मोठ्या प्रमाणात बदलत असल्या तरी ऑपरेशनल ट्रॅक रेकॉर्ड वाढत असताना बँकांना स्टोरेज प्रोजेक्ट्ससह आराम मिळत आहे. काही बाजारपेठांमध्ये प्रमाणित करार आणि प्रस्थापित उदाहरणे आहेत. इतर प्रत्येक प्रकल्पाला सानुकूल योग्य परिश्रम आवश्यक असलेले अद्वितीय जोखीम मूल्यांकन मानतात. सुरक्षा प्रणाली सुधारल्यामुळे बॅटरी आगीच्या जोखमीसाठी विमा खर्च कमी झाला परंतु व्यवहार्यता गणनांवर परिणाम करणारी एक लाइन आयटम राहिली.

डेव्हलपमेंट पाइपलाइन दाखवते की इंस्टॉलेशन्स मोठ्या - 500 मेगावॅट सुविधा मिळत आहेत ज्या एका दशकापूर्वी अवास्तव वाटल्या असत्या आता नित्याचे झाले आहेत आणि 1 GW- स्केलचे प्रकल्प नियोजनाच्या टप्प्यात आहेत. हे स्केलिंग मानकीकरण आणि सामायिक पायाभूत सुविधांद्वारे एकल पॉइंट्समध्ये ग्रिड विश्वसनीयता जोखीम केंद्रित करताना प्रति-MW खर्चात कपात आणते. तो व्यापार-सार्थ आहे की नाही हे तंत्रज्ञान विश्वासार्हता आणि ग्रिड रिडंडंसी आवश्यकतांबद्दलच्या तुमच्या दृष्टिकोनावर अवलंबून आहे.

उत्पादन मर्यादा अपेक्षेपेक्षा जास्त कठीण आहेत

पेशी आणि प्रणालींसाठी कारखाना क्षमता मोठ्या प्रमाणात वाढली आहे तरीही मागणी वाढीदरम्यान पुरवठा साखळी ताणलेली राहते. प्रमुख घटकांसाठी लीड वेळा 12-18 महिन्यांपर्यंत वाढतात. साहित्याच्या कमतरतेमुळे प्रकल्पाला विलंब झाला ज्याचा तंत्रज्ञानाच्या तयारीशी किंवा वित्तपुरवठा उपलब्धतेशी काहीही संबंध नव्हता.

चीन जागतिक लिथियम-आयन सेल आउटपुटपैकी 75% पेक्षा जास्त उत्पादन करतो. ती एकाग्रता भू-राजकीय दृष्टीकोनांवर अवलंबून स्केलद्वारे खर्च फायदे आणि पुरवठा साखळी असुरक्षा निर्माण करते. इतर प्रदेश देशांतर्गत उत्पादनात भांडवल ओतत आहेत, परंतु उत्पादनाचा अनुभव भांडवली गुंतवणुकीइतकाच महत्त्वाचा असतो तेव्हा ते मिळवण्यासाठी वेळ लागतो.

नूतनीकरणयोग्य एकीकरण फायद्यांच्या पलीकडे स्टोरेज तैनातीमध्ये हवामानातील लवचिकता विचारांचा घटक. टेक्सासच्या 2021 च्या हिवाळी वादळाने हे दाखवून दिले की पारंपारिक पिढी सर्वात जास्त गरजेच्या वेळी कशी अनुपलब्ध होऊ शकते. स्टोरेज बॅकअप क्षमता प्रदान करते जी पारंपारिक विश्वासार्हता मेट्रिक्समध्ये मोजणे कठीण आहे परंतु नियामक आणि युटिलिटिज द्वारे वाढत्या प्रमाणात मूल्यवान हवामान वारंवारता वाढते.

तंत्रज्ञानाची उत्क्रांती नियामक फ्रेमवर्क रुपांतराला मागे टाकते. पाच वर्षांपूर्वी ग्रिड नियोजनासाठी काय अर्थ होता ते वर्तमान क्षमता किंवा खर्च प्रतिबिंबित करत नाही. हे अंतर अशा प्रकल्पांसाठी संधी निर्माण करते जे त्वरीत पुढे जाऊ शकतात जेव्हा स्थापित उपयुक्तता दीर्घ नियोजन चक्र आणि संचयन संसाधनांसाठी डिझाइन न केलेल्या मंजुरी प्रक्रियेद्वारे कार्य करतात.

क्षेत्र आणि अनुप्रयोगांमध्ये वितरण असमान असले तरीही, क्षेत्राचा मार्ग वेगवान वाढ सुरू राहील असे सूचित करतो. तांत्रिक क्षमतांनी मोठ्या प्रमाणावर आवश्यकता पूर्ण केल्या आहेत - अर्थशास्त्र आणि नियामक फ्रेमवर्क आता तंत्रज्ञानाच्या तयारीपेक्षा तैनाती दर निर्धारित करतात.

बाजारातील सहभाग जलद गुंतागुंतीचा होतो

वेगवेगळ्या घाऊक वीज बाजारांमध्ये स्टोरेज कसे सहभागी होऊ शकतात आणि क्षमता दायित्वांसाठी कोणत्या सेवा मोजल्या जातात यासाठी वेगवेगळे नियम आहेत. PJM स्टोरेजला CAISO पेक्षा वेगळ्या पद्धतीने हाताळते, जे ERCOT पेक्षा भिन्न संरचना वापरते. तांत्रिक वैशिष्ट्यांना अंतिम स्वरूप देण्यापूर्वी प्रकल्पांना स्थानिक बाजारपेठेची रचना समजून घेणे आवश्यक आहे कारण एका बाजारपेठेत जे कार्य करते ते इतरत्र सर्वोत्कृष्ट असू शकते.

अनुषंगिक सेवा बाजार काही क्षेत्रांमध्ये लक्षणीय महसूल प्रदान करतात परंतु इतरांमध्ये फारच कमी असतात. फ्रिक्वेंसी रेग्युलेशनचे मूल्य ग्रिड वैशिष्ट्ये, विद्यमान जनरेटर फ्लीट कंपोझिशन आणि नूतनीकरणयोग्य प्रवेश स्तरांवर आधारित बदलते. एका आंतरकनेक्शनला अर्थ देणारा प्रकल्प 200 मैल दूर भिन्न ग्रिड ऑपरेटर अंतर्गत भिन्न बाजार नियमांसह पेन्सिल काढण्यासाठी संघर्ष करू शकतो.

इंटरकनेक्शन रांगा ग्रिड प्रभाव अभ्यास आणि अपग्रेड खर्च वाटपाच्या प्रतीक्षेत असलेल्या स्टोरेज प्रकल्पांनी भरलेल्या आहेत. काही प्रदेशांसाठी प्रतीक्षा वेळा वर्षांमध्ये वाढतात. दरम्यानच्या काळात तंत्रज्ञानात सुधारणा होत राहते आणि खर्चात घसरण होत राहते, याचा अर्थ दोन वर्षांपूर्वी रांगेत प्रवेश केलेल्या प्रकल्पांना नवीन, स्वस्त उपकरणे एकमेकांशी जोडण्यासाठी मान्यता मिळेपर्यंत त्यांना पुन्हा डिझाइन करण्याची आवश्यकता असू शकते.

धोरण समर्थन अत्यंत बदलते

गुंतवणूक कर क्रेडिट्सने काही अधिकारक्षेत्रांमध्ये प्रकल्पाच्या अर्थशास्त्रात परिवर्तन केले. इतर प्रदेश क्षमता बाजारपेठांवर किंवा अक्षय ऊर्जा आदेशांवर अवलंबून असतात जे अप्रत्यक्षपणे स्टोरेजला प्रोत्साहन देतात. काही ठिकाणांनी धोरणानुसार जवळजवळ काहीही केले नाही- तरीही उपयोजन दिसत आहे कारण बाजारातील मूलभूत तत्त्वे सबसिडीशिवाय कार्य करतात.

पॉलिसी समर्थनाची टिकाऊपणा त्याच्या औदार्याइतकीच महत्त्वाची आहे. गुंतवणुकदारांना विश्वास हवा आहे की 20 वर्षांच्या प्रकल्पाच्या कालावधीत फ्रेमवर्क नाटकीयरित्या बदलणार नाही. काही युरोपीय बाजारपेठेतील पूर्वलक्षी धोरणातील बदलांनी विकासकांना घाबरवले आणि अधिक स्थिर फ्रेमवर्क अंमलात आणल्यानंतरही वर्षानुवर्षे उपयोजन मंदावले.

यूएस मधील राज्यस्तरीय धोरणे-आवश्यकता आणि प्रोत्साहनांचे पॅचवर्क तयार करतात ज्यामुळे राष्ट्रीय-प्रमाण विकास धोरणे कठीण होतात. कॅलिफोर्नियाच्या आक्रमक स्टोरेज आदेशांमुळे लवकर तैनाती झाली परंतु विकसकांनी मर्यादित उत्पादन क्षमतेसाठी स्पर्धा केल्यामुळे पुरवठा साखळीतील अडथळे निर्माण झाले. इतर राज्ये अधिक हळूहळू पुढे सरकली आणि शिकलेल्या धड्यांचा आणि सुधारित तंत्रज्ञानाच्या उपलब्धतेचा फायदा झाला.

ट्रान्समिशन प्लॅनिंग प्रक्रियांना स्टोरेज क्षमतांसाठी खाते अपडेट करणे आवश्यक आहे. पारंपारिक नियोजनानुसार जनरेशन संसाधने निश्चित ठिकाणी राहिली, परंतु ग्रिड कनेक्शनसह बॅटरी जवळजवळ कुठेही तैनात केल्या जाऊ शकतात. ही लवचिकता मूल्य निर्माण करते की ट्रान्समिशन प्लॅनरना त्यांच्या मॉडेल्समध्ये आणि फायदे-खर्च विश्लेषणामध्ये कसे समाविष्ट करायचे हे पूर्णपणे समजलेले नाही.

मीटरच्या -मागे-मीटर विरुद्ध फ्रंट-च्या-नियोजन निर्णयांमध्ये भिन्न भागधारक गट, वित्तपुरवठा संरचना आणि नियामक निरीक्षण यांचा समावेश होतो. काही ऍप्लिकेशन्स स्पष्टपणे एका श्रेणीतील आहेत, परंतु मालकी मॉडेल्स आणि महसूल ऑप्टिमायझेशन धोरणांच्या आधारावर बरेचसे जाऊ शकतात. बाजार विकसित होत असताना आणि नियम बदलत असताना या उपयोजन पद्धतींमधील विभाजन बदलते.

अधिक ऑपरेशनल अनुभव जमा झाल्यामुळे अग्निसुरक्षा आवश्यकता सुधारित होत राहतील. सुरुवातीच्या इंस्टॉलेशन्समध्ये सोप्या थर्मल मॅनेजमेंट सिस्टीमचा वापर केला गेला होता जो काही बिघाड मोडमध्ये अपुरा ठरला होता. नवीन प्रकल्पांमध्ये अनेक निरर्थक सुरक्षा प्रणाली समाविष्ट आहेत ज्या खर्चात वाढ करतात परंतु विमा प्रीमियम आणि नियामक छाननी कमी करतात. सुरक्षितता खर्च आणि स्वीकार्य जोखीम यांच्यातील समतोल बिंदू उद्योग जसजसा परिपक्व होतो तसतसे बदलत राहतो.