Lagring af energi over længere tid: Når brint bør indgå i mulighedsanalysen

Lagring af energi over længere tid: Når brint bør indgå i mulighedsanalysen

Til teams, der arbejder med vedvarende-energi-projekter, længerevarende energilagring er det ikke et enkelt teknologisk valg. Det er et planlægningsmæssigt spørgsmål: Hvor længe skal energi være tilgængelig, hvor ofte vil aktiverne gennemløbe cyklusser, og hvilken service skal de levere, når produktionen fra vedvarende kilder falder? Brint bør indgå i vurderingen af muligheder, når svarene peger ud over daglig justering mod mere end én dags robusthed, sjælden dyb udladning eller sæsonbaseret afbalancering.

Det amerikanske energiministerium beskriver længerevarende energilagring som lagring, der kan levere elektricitet i 10 timer eller længere. Denne tærskel er nyttig til afgrænsning, men den er ikke en automatisk grund til at vælge brint. Et projekt, der har brug for 10–16 timer hver dag, kan nå en anden konklusion end et projekt, der har brug for fleksibel levering over flere dage med lav vedvarende-produktion. Den relevante sammenligning starter med den operative udfordring – ikke med en foretrukken teknologi.

Start med energi-gap’et – ikke med udstyret

Identificer det gab, som systemet skal dække, inden teknologierne sammenlignes. Registrer den krævede effekt, den samlede energimængde, der er nødvendig, varigheden af hver begivenhed, antallet af begivenheder pr. år samt den acceptable genopretningsperiode mellem dem. En batteribaseret løsning kan være velegnet, når samme afladningsvindue gentages dagligt. Brint fortjener en nærmere analyse, når energigabet bliver længere, uregelmæssigt eller knyttet til vejrforhold, der kan vare i dage.

For eksempel kan et sted have brug for reservekraft under sjældne netafbrydelser, opsamling af overskydende vedvarende energi i udvalgte måneder eller stabil effektudgang under en længerevarende mangel på vind- og solenergi. I disse tilfælde kan det være mere afgørende at øge den lagrede energi end udelukkende at maksimere cykluseffektiviteten. DOE’s diskussion af brintbaseret langvarig energilagring (LDES) omfatter lagringstider fra 12 timer op til 7 dage og definerer varighed som kontinuerlig, fuldt nominel effektudgang fra et fuldt opladet system. Brug denne definition til at gøre driftscyklussen eksplicit i hver mulighedsanalyse.

Signalere, at brint hører til i en gennemgang af energilagring over længere tid

Tilføj brint til en længerevarende energilagring kortliste, når flere af følgende betingelser er opfyldt:

• Energiomfordeling over flere dage eller sæsonmæssigt er mulig. Projektet skal kunne bevare energi ud over en almindelig nattlig eller daglig afsætningsperiode.
• Lang lagringstid er vigtigere end hyppig cyklusbrug. Anlægget kan stå opladet i forlængede perioder og aflade under ekstraordinære begivenheder eller perioder med lav energiproduktion.
• Effekt- og energikapacitet kræver separate dimensioneringsbeslutninger. Projektteamet skal vurdere elektrolyserkapacitet, mængden af brintlagring og genkonverteringskapacitet som relaterede, men adskilte designvalg.
• Der er tilgængelig lavkulstof-el til opladning. En troværdig leveringsprofil for overskydende vedvarende el er afgørende for systemkonceptet.
• Placering og driftsplanlægning kan tilpasse sig hele forløbet. Gennemgangen kan omfatte vand, komprimering eller lagringsmetode, sikkerhedsteknik, styringssystemer, vedligeholdelse og omformningsudstyr.

Disse signaler beviser ikke, at brint er det valgte svar. De begrundar en vurdering af brint sammen med andre længerevarende energilagring tilgange, så teamet ikke udelukker et forløb blot fordi den første sammenligning fokuserede på daglig cyklus.

Hvor brint muligvis er en dårlig første løsning

Brint er ikke automatisk den rigtige løsning for ethvert system til lagring af vedvarende energi. Hvis driftsscenarioet kræver forudsigelig, hyppig og kortvarig energiudtagelse, bør et team først afprøve løsninger, der er udformet med netop dette mønster i tankerne. Ligeledes er en gennemgang ufuldstændig, hvis den kun tager hensyn til lagret brint og ignorerer den energi, der kræves til elektrolyse, lagringsforberedelse og genomdannelse til elektricitet.

Vær forsigtig, hvis projektet ikke har en defineret opladningskilde, ingen praktisk lokalplan for lagrings- og sikkerhedssystemer eller ingen tydelig anvendelse af energien ud over en kort, gentagende topbelastning. Dette er ikke grunde til at afvise brint permanent; det er grunde til at præcisere behovsbeskrivelsen, inden leverandørtilbud anmodes om.

Sammenlign hele systemgrænsen

Et pålideligt længerevarende energilagring sammenligningen bruger én fælles grænse for alle muligheder. For brint inkluderes elektricitetsinput, elektrolyser, vandbehandling, hvor det er relevant, lagringsmetode, effektkonvertering eller udstyr til endelig anvendelse, styringssystemer, tilslutning, sikkerhedsdesign og driftsplan. At adskille disse elementer hjælper indkøbsteam med at undgå at sammenligne et komplet system på den ene side med et delsystem på den anden side.

Spørgsmål, man bør stille en leverandør af brintlagring

Når brint er på dagsordenen, skal man anmode leverandører om oplysninger, der gør det muligt at foretage en direkte sammenligning i stedet for at bygge beslutninger udelukkende på overfladiske udtalelser. Anmod om en foreslået systemgrænse, den antagne opladningsprofil, den definerede afladningscyklus, lagringsmetoden, grænseflader til strømudstyr, krav til lokaliteten, sikkerhedsdokumentation, kontrolfilosofi, vedligeholdelsesantagelser samt de data, der er nødvendige for at modellere årlig drift.

For teams, der undersøger en metalhydridbaseret løsning, bør produktdiskussionen stadig begynde med lokalitetens belastning og varighed. Hyto Energy’s Mega hydrogen lagringsenhed kan indgå i denne bredere systemsamtale. Spørg, hvordan den foreslåede lagreenhed integreres med brintkilden og det tilsigtede energiforbrugende udstyr; udled ikke ydeevne, godkendelser eller projekttilpasning udelukkende ud fra et produktnavn.

Gå fra en teknologidiskussion til en beslutningsrapport

Det praktiske resultat af en tidlig længerevarende energilagring gennemgangen er en beslutningsrapport, ikke en for tidlig annoncering af en vinder. Angiv varigheden af de tilfælde, der skal testes, antagelserne om opladningsenergi, afladningstjenesterne, cyklingsmønsteret, stedets begrænsninger og den dokumentation, som hver leverandør skal fremlægge. Sammenlign derefter kandidaterne ud fra de samme driftsscenarioer.

Brændstofcellebrint skal indgå i gennemgangen, når et projekt har et troværdigt behov for at lagre vedvarende energi over lange, uregelmæssige eller sæsonbetingede perioder og kan vurdere hele konverterings- og lagringsvejen. Hvis behovet primært er dagligt og gentageligt, skal sammenligningen fastholde sig til denne virkelighed. Uanset hvilken tilgang der vælges, giver en tydeligt defineret driftscyklus ingeniører, indkøbere og leverandører et mere anvendeligt udgangspunkt for at vurdere et system til lagring af vedvarende energi.