Дослідники Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії (PNNL) у США розробили інструмент оцінки, який аналізує різні технології зберігання енергії як частини інтегрованої енергетичної системи
Інструмент оцінки накопичення енергії (ESET) – це набір програмних модулів та додатків, які комунальні служби, регулятори, постачальники, розробники та дослідники можуть використовувати для моделювання, оптимізації та вибору різних систем накопичення енергії (водневих, гідроенергетичних, розподілених мікромереж, електричних батарей та теплоінерційних установок) у широкому спектрі випадків використання, щоб максимізувати переваги системи накопичення енергії. Зберігання енергії у вигляді водню (hydrogen energy storage, HES) є новим доповненням до набору для моделювання, саме це надає унікальності цьому обчислювальному інструменту.
HES починаються із блока електролізу, який використовує електроенергію для розщеплення води на водень та кисень. Водень можна використовувати також як альтернативу вуглецевому викопному паливу, як сировину в хімічній та переробній промисловості, а також для локального виробництва тепла та електроенергії через газову мережу або паливний елемент.
Новий модуль ESET для водню, який називається HESET, може моделювати ці різні випадки та обчислювати економічну користь від економії доходів та витрат. Інструмент складає дані різних потоків доходу, щоб продемонструвати їх сукупний ефект, включаючи послуги для електромережі (регулювання частоти, значення потужності, виправлення вад передачі або розподілу електрики, регулювання у відповідь на попит) разом із потребами у товарному водні (наприклад, у промисловості, для змішування у паливних програмах «природний газ + водень», заправка транспорту тощо). Інструмент HESET унікальний тим, що дозволяє моделювати складені потоки доходів, наприклад, мережеві послуги та декілька різних кінцевих видів використання водню.
Ключові відмінності між HES та іншими варіантами зберігання – це здатність взаємодіяти з різними секторами (газовим, електричним, тепловим та навіть транспортним) та відносно низька вартість на одиницю потужності для умов довготривалого зберігання.
На рис. зображені результати моделювання за допомогою HESET, що показують витрати, надходження коштів та чистий прибуток (рентабельність інвестицій) за один рік використання HES для багаторазового використання та мережевих послуг. Моделювання з’ясувало, що лише поєднання мережевих послуг з іншими функціями є ключовим фактором економічної ефективності водневих накопичувачів енергії.
Рис. Прибутковість водневих накопичувачів енергії протягом року за результатами моделювання модулем HESET
PNNL використовував HESET для оцінки економічних показників HES з електролізером потужністю 1 - 10 МВт з різною конфігурацією систем та способами використання водню. Дослідники виявили, що проєкт водневої системи зберігання енергії може бути фінансово життєздатним, маючи приблизно в 1,5 раза більшу рентабельність інвестицій, аніж електричні накопичувачі, якщо система має належний розмір та оптимально диспетчерується.
Щоб уникнути подвійного підрахунку потенційних вигод, HESET використовує стратегію «кооптимізації», яка враховує економічні та технічні характеристики окремих компонентів системи, способи використання водню та зв›язків між ними, поведінку системи в різний час доби та за різноманітних умов експлуатації.
За звітами енергетичних регуляторів в США у лютому 2021 р. головним джерелом накопичення та зберігання тимчасово надлишкової енергії, наразі є гідроакумулюючі станції (близько 90% відсотків ринку зберігання енергії в США), а електричні батареї – приблизно 5 - 6%. Частка водневих накопичувачів наразі мізерна.
І хоча розрахунками була давно продемонстрована технічна доцільність зберігання енергії y HES, їх просування потребує додаткових НДДКР. Але, як свідчать результати індивідуального моделювання на ESET, у багатьох випадках саме водневі системи зберігання енергії (HES) за умов їх комплексного використання виявляються набагато ефективнішими за електричні накопичувачі (EESS).
Джерело: Тихоокеанська північно-західна національна лабораторія (PNNL)
Більше важливих статей і новин в Telegram-каналі та корисні відео на Youtube-каналі та у TikTok. Долучайтесь!
Переглянуто: 2 746
