ממשלות ומוסדות רלוונטיים במדינות שונות, המיוצגות על ידי סין וארצות הברית, מקדמים באופן פעילאגירת אנרגיהמדיניות תעשייתית, המכסה היבטים כמו תכנון אסטרטגי, מנגנוני שוק, מחקר ופיתוח טכנולוגיים וסבסוד מיסוי.
מדיניות אחסון האנרגיה העיקרית של סין
| תאריך פרסום | כותרת מדיניות | נקודות מפתח |
|---|---|---|
| 2019.1 | רשת החשמל הדרומית של סין "דעות מנחות על קידום פיתוח אחסון אנרגיה אלקטרוכימית" | המסמך מחייב לנצל הזדמנויות גדולות בפיתוח אחסון אנרגיה, קידום אקטיבי של יישומים מרובי צדדים של אחסון אנרגיה; סטנדרטיזציה של ניהול חיבורי רשת אחסון אנרגיה, ולימוד מעמיק של מנגנוני החזר השקעה באחסון אנרגיה וכו'. |
| 2019.2 | מינהל האנרגיה הלאומי "הודעה על הנפקת נקודות המפתח של ניהול אנרגיה מתחדשת ועבודת פיקוח איכות בשנת 2019" | שפר את מערכת התמיכה הטכנית לפיקוח על איכות פרויקט בניית חשמל; לבצע מחקר פיקוח איכותי על פרויקטים חדשים של בניית חשמל כגון תחנות כוח לאגירת אנרגיה. |
| 2019.2 | תאגיד רשת המדינה "דעות מנחות על קידום פיתוח בריא ומסודר של אגירת אנרגיה אלקטרוכימית" | תכנון עבור יישומי אחסון אנרגיה בצד של מקור החשמל, בצד הרשת ובצד המשתמש, תוך שימת דגש על קידום משרדי הממשלה לכלול אחסון אנרגיה בצד הרשת שהושקעו על ידי חברות חשמל בנכסים יעילים, המועברים באמצעות מחירי הולכה והפצה. |
| 2019.6 | משרד החינוך ואח'. "תוכנית פעולה לפיתוח משמעת טכנולוגית אגירת אנרגיה (2020-2024)" | דרישה להאיץ את הטיפוח של כישרונות-ברמה גבוהה בתחום אחסון האנרגיה, שיפור המחקר הטכנולוגי הליבה של התעשייה ויכולות החדשנות העצמאיות, וקידום באיכות גבוהה-תעשיית אחסון האנרגיה. |
| 2019.7 | מינהל האנרגיה הלאומי ועוד. "דעות מנחות על קידום טכנולוגיה לאחסון אנרגיה ופיתוח תעשייתי (תוכנית פעולה 2019-2020)" | לדרוש חיזוק מחקר טכנולוגיית אגירת אנרגיה, קידום רמות טכנולוגיות אגירת אנרגיה; לתכנן קידום מקיף ממחקר ופיתוח בטכנולוגיית אגירת אנרגיה ליישומי הדגמה במספר היבטים, תוך הצעה תחילה לתקנן פיתוח אגירת אנרגיה אלקטרוכימית וללמוד מנגנוני שחזור השקעות בפרויקטים. |
| 2020.1 | מינהל האנרגיה הלאומי "תוכנית יישום לחיזוק עבודת התקינה של אגירת אנרגיה" | לדרוש קידום אקטיבי של ניסוח תקני אחסון אנרגיה, עידוד מחקר סטנדרטי על טכנולוגיות ויישומים מתעוררים של אחסון אנרגיה. |
| 2020.2 | State Grid Corporation "הודעה על משימות עבודה מרכזיות לשנת 2020" | דרוש קידום מקור-רשת-עומס-אינטראקציה מתואמת אחסון, שיפור יכולות בקרת עומסים, העמקת יישומים מקצועיים בדור החדש של-שיגור חשמל ומינוף חדשנות טכנולוגית מפרויקטי הדגמה שהושלמו כמו-אחסון-שמש{6}}רוח{6}}. |
| 2020.3 | ועדת מינהל התקינה הלאומי "נקודות מפתח של עבודת התקינה הלאומית בשנת 2020" | מוזכר במסמך: יקדם גיבוש של סטנדרטים חשובים לרכבי אנרגיה חדשים-ל-ייצור חשמל ברשת, אחסון אנרגיית חשמל, דרישת חשמל-ניהול צד וכו'. |
| 2020.4 | מינהל האנרגיה הלאומי "הודעה בנושאים הקשורים להכנת 'תוכנית החומש ה-14-לפיתוח אנרגיה מתחדשת" | ציין: פיתוח מלא של משאבים מתחדשים מבוזרים, קידום נמרץ של ניצול קרוב של חשמל מתחדש מבוזר בצד המשתמש, שילוב עם טכנולוגיות חדשות כגון אגירת אנרגיה ואנרגיית מימן כדי לשפר את צריכת האנרגיה המתחדשת ויעילות ניצול אנרגיה מקיפה. |
| 2020.5 | מועצת המדינה "דעות מנחות על קידום היווצרות דפוס חדש בפיתוח מערבי בעידן החדש" | אמצעים קשורים כוללים חיזוק הפיתוח והניצול של אנרגיה מתחדשת, ביצוע מחקר על פרויקטים של תכנון אנרגיה-בקנה מידה גדול עבור תחנות כוח מים מדורגים בנהר הצהוב, וטיפוח קבוצה של בסיסי אנרגיה נקייה. |
| 2020.5 | מינהל האנרגיה הלאומי "דעות מנחות על הקמה ושיפור של מנגנונים ארוכי טווח- לצריכת אנרגיה נקייה (טיוטה להערות)" | לדרוש האצת היווצרותם של מנגנוני שוק החשמל התורמים לצריכת אנרגיה נקייה, שיפור מקיף של יכולות וויסות מערכת החשמל וגמישות, חידוש מודלים של צריכת אנרגיה נקייה, עידוד השתתפות של חשמל ירוק בעסקאות שוק, כדי לקדם פיתוח איכותי- של אנרגיה נקייה. |
בנוסף, מחוזות שינג'יאנג, ג'ה-ג'יאנג, שאנדונג, הנאן והובי הציגו ברציפות מדיניות ואמצעים הקשורים לאגירת אנרגיה.
בשנת 2011, ארצות הברית פרסמה את "תוכנית אחסון האנרגיה של 2011-2015", וכרגע, יותר ממחצית ממדינות ארה"ב פורסות מערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה של מגוואט-, כאשר בשמונה מדינות יש בסך הכל יותר מ-50 מגה-וואט של מערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה-. רבים מפרויקטי אחסון האנרגיה של סוללות בקנה מידה מגה וואט שהושלמו השיגו פעולה מסחרית.
תיאור מוצרים
| אֵזוֹר | שָׁנָה | מדיניות ואמצעים |
|---|---|---|
| מסצ'וסטס | 2014 | תמכה במבנה שוק אגירת אנרגיה בסוללות, הקימה שותפויות אסטרטגיות ותמכה בפרויקטי הדגמה לאחסון אנרגיה בקנה מידה שונה בצד הרשת, בצד המבוזר ובצד המשתמש. |
| מסצ'וסטס | 2013 | הקים תוכנית מכסת אחסון אנרגיה חובה של 1325 MW עבור חברות שירות עצמאיות (IOUs). |
| קליפורניה | 2016 | הגדילה את מכסת אחסון האנרגיה החובה מ-1.3 GW ל-1.8 GW על ידי הוספת 500 MW. |
| קליפורניה | 2017 | שינתה את שיטת הסבסוד, תוך התחשבות מקיפה בגורמים כמו תמחור בתכנון, ירידה בעלויות אגירת אנרגיה, חישובים כלכליים של פרויקטים וסבסוד על בסיס הקיבולת המותקנת של פרויקטי אגירת אנרגיה. |
| אורגון | 2015 | הגדר יעד רכישת אחסון אנרגיה של 5 MWh לשנת 2020 עבור חברות שירות. |
| וושינגטון | 2019 | בית המחוקקים של המדינה העביר באפריל 2019 הצעת חוק המחייבת את חברות השירות לציית להנחיות מסוימות בתכנון-לטווח ארוך כדי להתכונן למשאבי אנרגיה מבוזרים. |
| וושינגטון | 2019 | בית המחוקקים של המדינה העביר הצעת חוק המאפשרת לחברות רשות לחתום על חוזי רכש של אחסון אנרגיה עם צדדים שלישיים, כאשר כל חברת חשמל נדרשת לפרוס לפחות 9.0 מגוואט של קיבולת אחסון אנרגיה מותקנת. |
| מינסוטה | 2019 | הצעת החוק המאושרת לאחסון אנרגיה מחייבת להתייחס ל-BESS כאל משאב חשמל, ומחייבת את מחלקת המסחר של המדינה לבצע ניתוח עלויות של מערכות אחסון אנרגיה ברשת כדי לסייע לחברות שירות לגבות עלויות מפרויקטים קשורים. |
| קולורדו | 2019 | המושל חתם על חוק שירותים ציבוריים המחייב את ועדת השירותים הציבוריים של קולורדו לנתח את הערך של הוספת משאבי אנרגיה מבוזרים, כולל BESS, לרשת. |
| מרילנד | 2019 | ממשלת המדינה אישרה תוכנית פיילוט לאגירת אנרגיה וחייבה את חברות השירות להציע מכרז עבור שני פרויקטים של אחסון אנרגיה בסוללות. |
| ארקנסו | 2019 | נציבות השירות הציבורי של המדינה הוסמכה לספק חוות דעת בזמן-של-שימוש באתרי משאבי אנרגיה עבור שירותים. |
| ניו יורק | 2016 | הציע תוכנית סובסידיה עם 200 $/kW עבור BESS ו- 800 $/kW לתגובה לביקוש. |
| ניו יורק | 2019 | הרשות למחקר ופיתוח אנרגיה של המדינה הקצתה 280 מיליון דולר לפרויקטים של אגירת אנרגיה במסגרת תוכנית הסבסוד להאצת השוק. |
ביניהן, קליפורניה וניו יורק הן שתי המדינות הגדולות והפעילות ביותר בשוק אגירת האנרגיה בארה"ב. שתי המדינות פרסמו תוכניות לרפורמת אנרגיה-מתקופת זמן ומפות דרכים לאחסון אנרגיה כדי להשיג 100% אנרגיה נקייה או חשמל ללא פחמן-. על פי תוכניות הרפורמה הללו, קליפורניה צפויה להצטרך לפרוס לפחות 10 GW של מערכות אחסון אנרגיה ב-10 השנים הבאות, בעוד ניו יורק צריכה להגיע ל-1.5 GW של קיבולת אחסון אנרגיה עד 2025 ו-3 GW עד 2030. לשם כך, שתי המדינות הציגו תוכניות סובסידיות במיוחד לאגירת אנרגיה.
מקורות אנרגיה חדשים בשילוב עם יישומי אחסון אנרגיה הופכים למיינסטרים
עם החתירה העולמית לאנרגיה נקייה, שיעור ייצור האנרגיה המתחדשת, המיוצג על ידי כוח הרוח והשמש, גדל במהירות. עם זאת, השונות המובנית של אנרגיית הרוח והשמש מציבה אתגרים למערכות החשמל המסורתיות, המבוססות בעיקר על דלקים מאובנים, מבחינת יכולת אינטגרציה של רשתות, גמישות ואבטחה. תוך התמודדות עם תנודות עומס אקראיות, מערכות החשמל יצטרכו גם לאזן את האופי המשתנה של מקורות אנרגיה מתחדשים על ידי התאמת התפוקה של תחנות כוח קונבנציונליות והגדלת הקיבולת של יחידות רזרבה קונבנציונליות כדי להבטיח את ההולכה והשילוב של ייצור אנרגיה מתחדשת.
השילוב של אנרגיה מתחדשת ומערכות אחסון אנרגיה יכול לשפר את היציבות והאמינות של ייצור אנרגיה מתחדשת ולספק תמיכה יציבה לרשת החשמל. השימוש בטכנולוגיות מתקדמות ושילוב מערכות אגירת אנרגיה מאפשרים למקורות אנרגיה מתחדשים לספק תמיכה יציבה לרשת החשמל, מה שהופך אותה לטכנולוגיה תומכת הכרחית להשגת שיעור גבוה של ייצור אנרגיה מתחדשת ברשת החשמל. זה בא לידי ביטוי בהיבטים הבאים:
①
תמיכה בשילוב-בקנה מידה גדול של מקורות אנרגיה מתחדשים מרכזיים ברשת, במיוחד בקצה של מערכות חשמל שבהן תשתית הרשת חלשה יחסית, שכן השונות של תפוקת האנרגיה המתחדשת עלולה לסכן את הפעולה היציבה של מערכת החשמל.
②
שיפור ניצול יעיל ושילוב חלק של מקורות אנרגיה מתחדשים מבוזרים. ניצול מערכות אחסון אנרגיה לשינוי ייצור אנרגיה מתחדשת לאורך זמן, התאמה טובה יותר לדרישות העומס ואפשרות צריכה מקומית.
③
שיפור היכולת של מקורות אנרגיה מתחדשים לספק שירותי תמיכה לרשת החשמל ולעמוד בתקלות ברשת.
העלות של מערכות אחסון אנרגיה של סוללת ליתיום- ירדה עוד יותר, והמעמד הדומיננטי שלהן ברור
נכון לעכשיו, שלושת הסוגים העיקריים של סוללות אחסון אנרגיה הן סוללות ליתיום-יון, סוללות עופרת- וסוללות זרימה. מדדי הביצועים וההערכה ההנדסית של שלושת הסוגים העיקריים הללו של סוללות אחסון אנרגיה מוצגים בטבלאות 1-3 ו-1-4.
טבלה 1-3: מדדי ביצועים של שלושה סוגים עיקריים של סוללות לאחסון אנרגיה
| סוג סוללה | ביצועים | עלות ייצור חשמל במחזור חיים מלא (USD/kWh) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| יכולת פריקה עמוקה | חיוב/פריקה-גבוהים | תגובה מהירה | חיי מחזור (מחזורים) | ||
| סוללת ליתיום-יון | טוֹב | מְעוּלֶה | מְעוּלֶה | 5000 ~ 8000 | 0.4 ~ 0.9 |
| סוללת-עופרת חומצה | טוֹב | טוֹב | טוֹב | 3000 ~ 5000 | 0.46 ~ 0.54 |
| סוללת זרימה | מְעוּלֶה | מְמוּצָע | טוֹב | 8000 ~ 15000 | 0.53 ~ 0.74 |
טבלה 1-4: הערכה הנדסית של שלושה סוגים עיקריים של סוללות לאחסון אנרגיה
| סוג סוללה | בְּטִיחוּת | יישום הנדסי (פרופורציה) | יכולת מיחזור | |
|---|---|---|---|---|
| תפוסה | מִשׁקָל | |||
| סוללת ליתיום-יון | סכנת בעירה ופיצוץ | 1 | 1 | ניתן למיחזור |
| סוללת-עופרת חומצה | בעצם אין סיכון בטיחותי | 1.5 | 2.5 | לא ניתן למיחזור בקלות |
| סוללת זרימה | אין סיכון בעירה, דליפת אלקטרוליט אפשרית אם קיים ממס אורגני | 4 | 3.5 ~ 5 | אלקטרוליט ניתן למחזור ישירות |
בין אלה, סוללות ליתיום-יון, בשל צפיפות ההספק הגבוהה, תוחלת החיים הארוכה, מהירויות הטעינה והפריקה המהירה והיעילות הגבוהה שלהן, הפכו לאחת מטכנולוגיות סוללות אחסון האנרגיה התחרותיות ביותר, ונחקרו ויישמו רבות במערכות אחסון אנרגיה, החל מכמה קילו-שעה עד מאות MWh.
ההתפתחות המהירה של מערכות אחסון אנרגיה של ליתיום-יונים מיוחסת להתפתחות שרשרת תעשיית סוללות הליתיום-ולגידול הנפיץ ביישום סוללות חשמל. עם זאת, בהשוואה לסוללות חשמל, המדגישות מדדי ביצועים, סוללות אחסון אנרגיה מתמקדות יותר בעלות, תוחלת חיים ויעילות אנרגטית. על פי תחזיות של Wood Mackenzie, חברה-אמריקאית, העלות של BESS בצד -רשת (Battery Energy Storage Systems) תקטן ב-10% משנה-ל-שנה ב-2020 ותשמור על שיעור ירידה שנתי של לפחות 5% לפני 2025, כפי שמוצג באיור 3.
איור 1-3: הפחתת עלויות של BESS בצד הרשת (מערכת אחסון אנרגיה בסוללה)
בסך הכל, סוללות ליתיום-מציגות ביצועים מצוינים בכל ההיבטים, וההשפעות המשמעותיות של מחקר, פיתוח וייצור בקנה מידה- גדול, יחד עם הירידה המהירה בעלויות הייצור משנה לשנה, יגבשו עוד יותר את מעמדן הדומיננטי בתחום אחסון האנרגיה של הסוללות.
אחסון אנרגיה משתלב עוד יותר עם טכנולוגיות בקרה מסורתיות וחכמות שונות
השילוב של BESS עם טכנולוגיות ותיאוריות בקרת מערכות חשמל מסורתיות מרחיב את היקף היישום של תיאוריות מערכות חשמל מסורתיות ומספק שיטות בקרה עשירות יותר. היישום הסינרגטי שלו עם ציוד מערכת החשמל המסורתית משפר את הביצועים הדינמיים של ערכות גנרטורים מסתובבות ומציב דרישות טכניות חדשות להתקני בקרת איכות החשמל ולהתקני הגנת ממסר.
בשילוב עם טכנולוגיות דיגיטליות וחכמות מתקדמות, מערכות אחסון אנרגיה הפכו למרכיב מכריע בבניית רשתות חכמות. טכנולוגיות מתקדמות כמו ביג דאטה, מחשוב ענן, רשתות עצביות ותאומים דיגיטליים ירחבו עוד יותר את מודל ההפעלה המסחרי של מערכות אחסון אנרגיה, ויצרו אזורי יישומים מתפתחים כמו "אחסון אנרגיה משותף" ו"תחנות כוח וירטואליות". טכנולוגיות אלו מספקות גם אמצעים טכניים יעילים יותר לחיזוי ואבחון תקלות, חיזוי חיים וניהול של ציוד פנימי בתוך מערכות אחסון אנרגיה.
מערכת האנרגיה החכמה המשולבת המבוססת על מיקרוגריד, עם מערכות אחסון אנרגיה כאחת מטכנולוגיות הליבה שלה, לוקחת בחשבון את מאפייני התפוקה של סוגים שונים של מקורות כוח ועומסים מבוזרים. מטרתו היא ליצור מערכת אספקת אנרגיה העונה באופן הדוק על צרכי הלקוח וכוללת ניהול אנרגיה יעיל וחכם, תוך השגת אספקת אנרגיה נקייה וחסכונית לאזור. הוא גם מאפשר מעבר גמיש בין מצבי הפעלה של רשת-מחוברת לרשת-עבור רשת החשמל האזורית, משפר את אמינות אספקת החשמל ומבטיח בטיחות חשמל. יתר על כן, הוא משפר את רמת הבקרה של חילופי החשמל והאנרגיה בין הרשת האזורית לרשת הראשית, תוך השגת ניצול אנרגיה מתוכנן וניתן לשיגור באזור.