에너지 저장 시스템 정의는 다양할 수 있나요?

짧은 대답은 '예'입니다. 더 긴 대답도 '예'입니다. 하지만 약 17개의 별표가 붙어 있습니다.

에너지 저장에 관한 정책 문서, 유틸리티 서류 또는 연구 논문을 읽으며 시간을 보냈다면 아마도 이상한 점을 발견했을 것입니다. 정확히 무엇이 ""로 간주되는지에 대해 누구도 동의하지 않는 것 같습니다.에너지 저장 시스템." 연방 에너지 규제 위원회에는 그 버전이 있습니다. 에너지부에는 또 다른 버전이 있습니다. 캘리포니아에는 고유한 버전이 있습니다. 텍사스는 캘리포니아가 어떻게 생각하는지 특별히 신경 쓰지 않습니다. 그리고 학술지 어딘가에 교수는 그들이 모두 틀렸다고 주장합니다.

이것은 단지 의미론적인 질의가 아닙니다. 에너지 저장 시스템을 정의하는 방법에 따라 누가 세금 혜택을 받을 자격이 있는지, 어떤 프로젝트가 허용되는지, 공식 통계에 표시되는 내용, 회사의 배터리 설치가 주 재생 가능 포트폴리오 표준에 포함되는지 여부가 결정됩니다. 이러한 정의에 따라 수백만 달러가 소요됩니다.

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규제 관점

2018년에 발행된 FERC 명령 841은 에너지 저장 참여에 도매 시장을 개방했습니다. 명령은 전기 저장 자원을 "그리드로부터 전기 에너지를 수신하고 나중에 전기 에너지를 그리드에 다시 주입하기 위해 저장"할 수 있는 자원으로 정의했습니다. 충분히 간단합니다. 단, 이 정의는 도매 시장에 전혀 영향을 주지 않는-미터 저장소 뒤의--와 같은 특정 구성을 의도적으로 제외하고-하이브리드 시스템에 모호성을 만듭니다.

IRS는 완전히 다른 접근 방식을 취합니다. 투자 세액 공제 목적에 따라 중요한 것은 저장 장치가 적격 재생 에너지원에서 주로(80% 이상) 충전되는지 여부입니다. 물리적 기술은 거의 대화에 참여하지 않습니다. 태양광 패널에서 충전되는 리튬{4}}이온 배터리는 기능적으로 동일한 하드웨어임에도 불구하고 그리드에서 충전되는 동일한 배터리와 매우 다르게 취급됩니다.

 

상태-수준 조각화

캘리포니아 공공사업 위원회는 용량- 기반 임계값을 사용합니다. AB 2514에 따라 수립된 에너지 저장 조달 의무 사항은 유틸리티가 충족해야 하는 최소 전력 용량 요구 사항을 설정합니다. 정의에는 펌핑 수력, 압축 공기, 배터리, 플라이휠 및 열 저장 장치가 포함되지만-시스템이 그리드에 연결되는 위치에 따라 처리 방식이 달라집니다.

뉴욕의 접근 방식은 기간-에 중점을 둡니다. 대용량 저장 장치의 정의에 따르면 시스템은 정격 용량에서 최소 2시간 연속 방전을 제공해야 합니다. 이는 빠르게 순환하지만 출력을 유지할 수 없는 많은 주파수 조정 자산을 제외합니다.

한편 텍사스(물론 텍사스는 다르기 때문에)에서는 스토리지를 전혀 요구하지 않습니다. ERCOT는 별도의 정의 범주를 설정하지 않고 배터리를 특정 운영 제약이 있는 발전 자원으로 취급합니다.

기술적 정의와 기능적 정의

여기가 정말 지저분해지는 곳입니다.

엔지니어들은 에너지 저장을 정의하는 경향이 있습니다. 전기화학 배터리는 화학 반응을 통해 전하를 저장하고, 펌핑 수력은 중력 위치 에너지를 저장하고, 압축 공기 시스템은 지하 동굴에 압력을 저장하고, 플라이휠은 회전 운동 에너지를 저장합니다. 이는 물리학-기반 정의입니다. 콘크리트. 측정 가능.

그리드 운영자는 스토리지가 수행하는 작업에 더 관심을 갖습니다. 빠르게 증가할 수 있나요? 주파수 조절 기능을 제공합니까? 피크 절감을 위해 출력을 유지할 수 있습니까? 15분 동안 방전되는 100MW 배터리는 동일한 정격 전력을 공유하더라도 4시간 동안 방전되는 100MW 배터리와 매우 다르게 보입니다.

EIA는 두 가지 접근 방식을 사용하여 데이터를 수집합니다. -메가와트 단위의 전력 용량과 메가와트시 단위의 에너지 용량을 보고합니다. 이 이중 보고는 전력-지향 정의와 에너지-지향 정의 사이의 근본적인 긴장을 포착하기 때문에 실제로 매우 영리합니다. 그러나 여전히 특정 극단적인 경우는 해결되지 않은 상태로 남아 있습니다.

수소 문제

수소 에너지 저장인가요?

기술적으로는 그렇습니다. 전해조는 전기를 사용하여 물을 수소와 산소로 분리합니다. 그 수소는 나중에 연소되거나 연료 전지를 통해 전기를 재생성할 수 있습니다. 에너지가 들어오고 저장되고 에너지가 나갑니다. 클래식 스토리지.

그러나 수소는 규제 프레임워크에서 배터리 및 양수 수력으로 분류되는 경우가 거의 없습니다. 왕복 효율은-리튬 이온의 85~90%에 비해-아마도 30-40%로 끔찍합니다. 인프라 요구 사항은 완전히 다릅니다. 사용 사례에는 그리드 서비스보다는 운송이나 산업 공급원료가 포함되는 경우가 많습니다.

DOE의 에너지 저장 그랜드 챌린지에는 수소가 포함됩니다. 캘리포니아의 저장 의무는 대부분 그렇지 않습니다. FERC의 시장 규칙은 이를... 모호하게 취급합니다. 누구에게 질문하느냐에 따라 동일한 기술, 다른 정의.

정의적인 특성으로서의 지속 시간

2020년경에 흥미로운 일이 일어났습니다. 스토리지 업계는 -기간 카테고리를 중심으로 자체 정리를 시작했습니다.

 

 

01.짧은-기간 보관

(4시간 미만)은 그리드 서비스-주파수 규제, 예비 회전, 용량 확고화와 연관되었습니다. 이러한 시스템은 자주, 때로는 하루에 수십 번 순환됩니다.

02.장기간-저장

(4+ 시간, 8-12+ 시간 시스템에 점점 더 집중)이 부하 이동 및 재생 가능 통합과 연관되었습니다. 장기 에너지 저장 협의회(Long Duration Energy Storage Council)는 업계가 이러한 정의 경계를 어떻게 보는지에 대해 알려주는 옹호 조직으로 등장하기도 했습니다.

일부 연구자들은 이제 세 번째 범주를 주장합니다.계절 저장, 몇 주 또는 몇 달 동안 에너지를 저장할 수 있습니다. 과도한 봄풍력 발전으로 수소가 생산되어 여름철 피크 수요 기간에 소비된다고 생각해 보세요. 아니면 거대한 지하 열 저장소. 이 범주는 아직 상업적으로 거의 존재하지 않지만 정의는 이미 논의되고 있습니다.

공동-위치가 모든 것을 복잡하게 만드는 이유

스토리지 시장에서 가장 빠르게 성장하는-부문은 태양광 또는 풍력 발전과 결합된 하이브리드 시스템-배터리입니다. 그리고 이것들은 정의상의 골칫거리를 만듭니다.

100MW 태양광 발전소에 50MW 배터리가 포함된 경우는 다음과 같습니다.

저장장치가 있는 태양광 발전소?

현장 충전이 가능한 저장 공장이요?

단일 하이브리드 시설?

상호 연결을 공유하는 두 개의 별도 자산이 있습니까?

상호 연결 대기열, 세금 처리, 용량 인증 및 시장 입찰에 대한 답변이 중요합니다. 관할권마다 다른 결론에 도달했습니다.

FERC 명령 2023은 상호 연결 프로세스에서 하이브리드 처리를 명확히 하려고 시도했지만 구현은 지역 전송 조직에 따라 다릅니다. 일부 RTO에는 스토리지 구성 요소에 대한 별도의 상호 연결 요청이 필요합니다. 다른 것들은 통일된 치료를 허용합니다. 북동부는 남서부와는 다른 일을 하고 있습니다.

2023년 말 현재 미국 상호 연결 대기열의 신규 배터리 프로젝트 중 약 70%가 태양광 발전과 결합되었습니다. "세대"와 "저장" 사이의 정의 경계가 빠르게 모호해지고 있으며 규제 프레임워크도 완전히 따라잡지 못하고 있습니다.

국제적 차이

미국 정의가 다른 곳에 적용된다고 가정하지 마십시오.

유럽 ​​연합의 청정 에너지 패키지는 스토리지를 자체 네트워크 코드 및 시장 접근 규칙을 갖춘 고유한 자산 클래스로 취급합니다. 그들의 정의에는 미국 프레임워크에서 종종 제외되는 전력{1}}가스 기술이 명시적으로 포함됩니다.

중국은 에너지 저장 장치를 5G 네트워크, 데이터 센터, EV 충전 등 더 넓은 '신 인프라' 투자 범주로 분류합니다. 정의 프레임워크는 시장 설계나 그리드 운영보다는 산업 정책 목표를 제공합니다.

호주 국립 전력 시장(National Electricity Market)은 특히 저장 자원을 위한 '양방향 장치' 카테고리를 만들어 양방향 전기 흐름을 강조했습니다.- 이 프레이밍은 종종 세대 중심 모델에서 시작하는 미국의 접근 방식과 다릅니다.{4}}

이는 단지 관료적인 차이가 아닙니다. 이는 투자를 받을 기술, 국제 기업이 국경을 넘는 프로젝트를 구성하는 방법, 국가 간 통계 비교가 의미가 있는지 여부를 결정합니다.

측정 문제

거의 논의되지 않는 사항이 있습니다. 헤드라인에 표시되는 용량 수치는 비교할 수 없는 경우가 많습니다.

EIA는 명판 용량-제조업체가 지정한 최대 정격 출력을 보고합니다. 그러나 실제 작동 용량은 온도, 충전 상태, 성능 저하 및 그리드 조건에 따라 달라집니다. 100MW 명판 배터리는 일반적인 조건에서 85~95MW를 제공할 수 있습니다.

일부 관할권에서는 설치된 용량(물리적으로 존재하는 용량)을 보고하는 반면, 다른 관할권에서는 상호 연결된 용량(실제로 그리드에 연결된 용량)을 보고합니다. 일부는 유효 용량을 보고합니다(성능 요인에 따라 조정됨). 그 차이는 상당할 수 있습니다.

캘리포니아가 5,000MW의 저장 용량을 보고하고 텍사스가 3,000MW를 보고하는 경우, 기본 정의 방법론을 이해하지 않으면 해당 수치를 직접 비교할 수 없습니다. 분석가들은 일상적으로 이것을 잘못 알고 있습니다.

기업 및 재무 정의

은행, 보험사, 신용 평가 기관은 기술적 정확성보다는 위험 평가에 따라 자체적인 스토리지 정의를 개발했습니다.

자금조달 문서는 일반적으로 기술 유형보다는 성능 보장 및 성능 저하 곡선을 통해 스토리지를 정의합니다. 대출 기관은 10년 후에도 배터리 용량이 80%를 유지할지 여부에 관심을 갖습니다.-화학은 보증에 영향을 미치는 한에서만 중요합니다.

ESG 프레임워크에는 점점 더 청정 에너지 범주에 저장이 포함되지만 처리 방식은 다양해집니다. 일부는 그리드-충전된 배터리를 방출 제로로 간주합니다-. 다른 사람들은 자격을 갖추기 위해 재생 가능 충전이 필요합니다. 과학 기반 목표 계획에는 고유한 방법론이 있습니다.

이러한 기업 정의 중 어느 것도 규제 정의와 완벽하게 일치하지 않습니다. 이는 프로젝트가 자금 조달 목적으로는 "저장"이지만 세금 목적으로는 다른 것일 때 흥미로운 상황을 만듭니다.

새로운 기술, 새로운 정의

기존 정의 프레임워크는 이러한 기술과의 접촉에서 살아남지 못할 수 있는 범주를 가정합니다. 규제 당국은 적응할 것입니다. 결국. 아마도 우아하게는 아닐 것입니다.

그렇다면 이것은 무엇을 의미합니까?

세 가지 실용적인 시사점:

먼저 스토리지 통계를 볼 때마다 어떤 정의가 사용되고 있는지 물어보세요. 명판과 유효 용량? 전력 등급과 에너지 등급? 무엇이 포함되고 제외되나요? 정의적 맥락이 없는 숫자는 의미가 없는 숫자에 가깝습니다.

둘째, 정의의 변화는 단순한 혼란이 아니라{0}}순전히 다른 우선순위를 반영한다는 점을 인식하세요. 엔지니어는 기술적 정확성을 원합니다. 전력망 운영자는 운영상의 명확성을 원합니다. 정책 입안자들은 관리 가능한 카테고리를 원합니다. 금융 기관은 수익성 있는 기준을 원합니다. 이러한 우선순위는 자연스럽게 일치하지 않습니다.

셋째, 지속적인 단편화가 예상됩니다. 스토리지 시장은 규제 조화를 이루기에는 너무 빠르게 성장하고 있습니다. 캘리포니아는 캘리포니아의 일을 계속할 것입니다. FERC는 다른 기관이 창의적으로 해석할 수 있도록 계속해서 명령을 내릴 것입니다. 국제적인 접근 방식은 더욱 다양해질 것입니다.

"에너지 저장 시스템이란 무엇입니까?"라는 질문이 있습니다. 답이 하나도 없는 것으로 밝혀졌습니다. 명확성을 원한다면 실망 스럽습니다. 하지만 그것도 솔직해요.