Kan definisjonen av energilagringssystem variere?

Det korte svaret er ja. Og det lengre svaret er også ja, men med omtrent sytten stjerner vedlagt.

Hvis du har brukt tid på å lese policydokumenter, verktøydokumenter eller forskningsartikler om energilagring, har du sannsynligvis lagt merke til noe merkelig: ingen ser ut til å være enige om hva som regnes som en "energilagringssystem." Federal Energy Regulatory Commission har sin versjon. Department of Energy har en annen. California har sin egen. Texas bryr seg ikke spesielt om hva California tenker. Og et sted i et akademisk tidsskrift er det en professor som hevder at de alle tar feil.

Dette er ikke bare semantisk nitpicking. Hvordan du definerer et energilagringssystem avgjør hvem som kvalifiserer for skatteinsentiver, hvilke prosjekter som tillates, hva som vises i offisiell statistikk, og om bedriftens batteriinstallasjon teller mot statlige standarder for fornybar portefølje. Millioner av dollar svinger på disse definisjonene.

lære mer

Det regulatoriske perspektivet

FERC Order 841, utstedt i 2018, åpnet opp engrosmarkeder for energilagringsdeltakelse. Ordren definerte elektriske lagringsressurser som ressurser som er i stand til å "motta elektrisk energi fra nettet og lagre den for senere injeksjon av elektrisk energi tilbake til nettet." Enkelt nok. Med unntak av at denne definisjonen med vilje ekskluderer visse konfigurasjoner-som bak--meterlagring som aldri berører grossistmarkeder-og skaper tvetydighet rundt hybridsystemer.

Skattemyndighetene tar en helt annen tilnærming. For investeringsskattekreditten er det som betyr noe om en lagringsenhet hovedsakelig belastes (mer enn 80 %) fra kvalifiserte fornybare kilder. Den fysiske teknologien kommer knapt inn i samtalen. Et litium-ionbatteri ladet fra solcellepaneler blir behandlet veldig annerledes enn det samme batteriet ladet fra nettet, selv om det er funksjonelt identisk maskinvare.

 

Fragmentering på delstats-nivå

California's Public Utilities Commission bruker kapasitet-baserte terskler. Deres anskaffelsesmandater for energilagring, etablert under AB 2514, setter minimumskrav til kraftkapasitet som verktøyene må oppfylle. Definisjonen inkluderer pumpet vannkraft, trykkluft, batterier, svinghjul og termisk lagring-men med varierende behandling avhengig av hvor systemet kobles til nettet.

New Yorks tilnærming er varighet-fokusert. Definisjonen av bulklagring krever at systemene gir minst to timers kontinuerlig utladning ved nominell kapasitet. Dette ekskluderer mange frekvensreguleringselementer som sykler raskt, men som ikke kan opprettholde utgang.

I mellomtiden krever Texas (fordi selvfølgelig Texas er annerledes) ikke lagring i det hele tatt. ERCOT behandler batterier som generasjonsressurser med visse operasjonelle begrensninger, uten å etablere en egen definisjonskategori.

Tekniske definisjoner kontra funksjonelle

Det er her det blir skikkelig rotete.

Ingeniører har en tendens til å definere energilagring ut fra hva det er: elektrokjemiske batterier lagrer ladning gjennom kjemiske reaksjoner, pumpet hydro lagrer gravitasjonspotensialenergi, trykkluftsystemer lagrer trykk i underjordiske huler, svinghjul lagrer rotasjons kinetisk energi. Dette er fysikkbaserte-definisjoner. Betong. Målbare.

Nettoperatører bryr seg mer om hva lagring gjør. Kan det rampe raskt? Gir det frekvensregulering? Kan den opprettholde utgang for toppbarbering? Et 100 MW batteri som lades ut i 15 minutter ser veldig annerledes ut enn et 100 MW batteri som lades ut i 4 timer, selv om de deler samme effekt.

EIA samler inn data ved å bruke begge tilnærmingene-og rapporterer navneskiltets strømkapasitet i megawatt sammen med energikapasiteten i megawattimer. Denne doble rapporteringen er faktisk ganske smart, fordi den fanger opp den grunnleggende spenningen mellom makt-orienterte og energi-orienterte definisjoner. Men det etterlater fortsatt visse kantsaker uløste.

Hydrogenspørsmålet

Er hydrogen lagring av energi?

Teknisk sett, ja. Elektrolysatorer bruker elektrisitet til å splitte vann til hydrogen og oksygen. At hydrogen senere kan forbrennes eller kjøres gjennom en brenselcelle for å regenerere elektrisitet. Energi inn, lagret, energi ut. Klassisk oppbevaring.

Men hydrogen blir sjelden klassifisert med batterier og pumpet vann i regulatoriske rammer. Effektiviteten-tur/retur er forferdelig-kanskje 30-40 % sammenlignet med 85–90 % for litiumion. Kravene til infrastruktur er helt forskjellige. Brukstilfellene involverer ofte transport eller industrielle råvarer i stedet for netttjenester.

DOEs Energy Storage Grand Challenge inkluderer hydrogen. Californias lagringsmandater gjør det stort sett ikke. FERCs markedsregler behandler det ... tvetydig. Samme teknologi, forskjellige definisjoner, avhengig av hvem du spør.

Varighet som en definerende egenskap

Noe interessant skjedde rundt 2020. Lagringsindustrien begynte å-organisere seg selv rundt varighetskategorier:

 

 

01.Kort-lagringstid

(under 4 timer) ble assosiert med netttjenester-frekvensregulering, spinnende reserver, kapasitetsforsterkning. Disse systemene sykler ofte, noen ganger dusinvis av ganger daglig.

02.Lang-lagringstid

(4+ timer, med økende fokus på 8-12+ timers systemer) ble assosiert med lastforskyvning og fornybar integrasjon. Long Duration Energy Storage Council dukket til og med opp som en advokatorganisasjon, som forteller deg noe om hvordan industrien ser på disse definisjonsgrensene.

Noen forskere argumenterer nå for en tredje kategori:sesongbasert lagring, i stand til å lagre energi i uker eller måneder. Tenk på hydrogen produsert fra overflødig vårvind og konsumert i løpet av sommerens toppetterspørsel. Eller massive underjordiske termiske reservoarer. Denne kategorien eksisterer knapt kommersielt ennå, men definisjonene diskuteres allerede.

Hvorfor sam{0}}plassering kompliserer alt

Det raskest-voksende segmentet av lagringsmarkedet er hybridsystemer-batterier sammen med sol- eller vindproduksjon. Og disse skaper definisjonshodepine.

Hvis et 100 MW solcelleanlegg inkluderer et 50 MW batteri, er det:

Et solcelleanlegg med lager?

Et lageranlegg med lading på stedet?

Et enkelt hybridanlegg?

To separate eiendeler som tilfeldigvis deler sammenkobling?

Svaret har betydning for samtrafikkøer, avgiftsbehandling, kapasitetsakkreditering og markedsbud. Ulike jurisdiksjoner har kommet til forskjellige konklusjoner.

FERC Order 2023 forsøkte å avklare hybridbehandling i sammenkoblingsprosesser, men implementeringen varierer etter regional overføringsorganisasjon. Noen RTOer krever separate sammenkoblingsforespørsler for lagringskomponenter. Andre tillater enhetlig behandling. Nordøst gjør noe annet enn sørvest.

Fra slutten av 2023 var omtrent 70 % av nye batteriprosjekter i den amerikanske sammenkoblingskøen sammenkoblet med solenergi. Definisjonsgrensene mellom "generasjon" og "lagring" visker ut raskt, og regulatoriske rammeverk har ikke helt innhentet.

Internasjonal divergens

Ikke anta at amerikanske definisjoner gjelder andre steder.

Den europeiske unions Clean Energy Package behandler lagring som en distinkt aktivaklasse med egne nettverkskoder og markedsadgangsregler. Definisjonen deres inkluderer eksplisitt makt-til-gassteknologier som amerikanske rammeverk ofte ekskluderer.

Kina klassifiserer energilagring under bredere investeringskategorier for «ny infrastruktur», og setter den sammen med 5G-nettverk, datasentre og elbillading. Definisjonsrammeverket tjener industripolitiske mål snarere enn markedsdesign eller nettdrift.

Australias National Electricity Market opprettet en "toveis enhet"-kategori spesifikt for lagringsressurser, og understreker den toveis-strømmen av elektrisitet. Denne innrammingen skiller seg fra amerikanske tilnærminger som ofte starter fra generasjons-sentriske modeller.

Dette er ikke bare byråkratiske forskjeller. De former hvilke teknologier som mottar investeringer, hvordan internasjonale selskaper strukturerer prosjekter på tvers av{1}}grenser, og om statistiske sammenligninger mellom land er meningsfulle.

Måleproblemet

Her er noe som sjelden blir diskutert: kapasitetstallene du ser i overskrifter er ofte ikke sammenlignbare.

EIA rapporterer navneskiltkapasiteten-den maksimale nominelle effekten som spesifisert av produsenten. Men faktisk driftskapasitet avhenger av temperatur, ladetilstand, degradering og nettforhold. Et batteri på 100 MW merkeskilt kan levere 85-95 MW under typiske forhold.

Noen jurisdiksjoner rapporterer installert kapasitet (det som er fysisk tilstede), mens andre rapporterer sammenkoblet kapasitet (hva som faktisk er koblet til nettet). Noen få rapporterer effektiv kapasitet (justert for ytelsesfaktorer). Forskjellene kan være betydelige.

Når California rapporterer 5000 MW lagringskapasitet og Texas rapporterer 3000 MW, er disse tallene ikke direkte sammenlignbare uten å forstå den underliggende definisjonsmetodikken. Analytikere tar rutinemessig feil.

Bedrifts- og finansdefinisjoner

Banker, forsikringsselskaper og kredittvurderingsbyråer har utviklet sine egne lagringsdefinisjoner, ofte drevet av risikovurdering snarere enn teknisk nøyaktighet.

Finansieringsdokumenter definerer vanligvis lagring gjennom ytelsesgarantier og degraderingskurver i stedet for teknologitype. En utlåner bryr seg om batteriet vil opprettholde 80 % kapasitet etter 10 år-kjemien er bare viktig i den grad det påvirker garantien.

ESG-rammeverk inkluderer i økende grad lagring under ren energikategorier, men med varierende behandling. Noen teller-nettladede batterier som null-utslipp. Andre krever fornybar lading for å kvalifisere. Science Based Targets-initiativet har sin egen metodikk.

Ingen av disse bedriftsdefinisjonene stemmer perfekt overens med regulatoriske definisjoner, noe som skaper interessante situasjoner når et prosjekt er "lagring" for finansieringsformål, men noe annet for skatteformål.

Nye teknologier, nye definisjoner

Eksisterende definisjonsrammeverk antar kategorier som kanskje ikke overlever kontakt med disse teknologiene. Regulatorer vil tilpasse seg. Til slutt. Sannsynligvis ikke grasiøst.

Så hva betyr dette?

Tre praktiske takeaways:

Først, når du ser lagringsstatistikk, spør hvilken definisjon som brukes. Navneskilt vs. effektiv kapasitet? Effektklasse vs energiklasse? Hva er inkludert og ekskludert? Tall uten definisjonskontekst er nær meningsløse.

For det andre, innse at definisjonsvariasjon ikke bare er forvirring-det gjenspeiler genuint forskjellige prioriteringer. Ingeniører ønsker teknisk presisjon. Nettoperatørene ønsker driftsklarhet. Politikere vil ha administrerbare kategorier. Finansinstitusjoner ønsker bankbare kriterier. Disse prioriteringene stemmer ikke naturlig overens.

For det tredje, forvent fortsatt fragmentering. Lagringsmarkedet vokser for raskt for reguleringsharmonisering. California vil fortsette å gjøre California-ting. FERC vil fortsette å gi ordre som andre byråer tolker kreativt. Internasjonale tilnærminger vil avvike ytterligere.

Spørsmålet "hva er et energilagringssystem?" viser seg å ikke ha noe enkelt svar. Det er frustrerende hvis du vil ha klarhet. Men det er også ærlig.