ラウンドを無視しないでください

Apr 06, 2023

世界は、化石燃料への依存を減らすために、発電用の再生可能な電源に移行しています。 しかし、風力や太陽光では、24時間365日安定した電力の流れを提供することはできず、太陽光や風力がない期間を管理するには、新たな発電と蓄電を組み合わせる必要があることに送電網運営者は気づいている。

リチウムイオン電池のコストが下がったことにより、電池エネルギー貯蔵システム (BESS) がより手頃な価格になりました。 ただし、蓄電池システムのコストは、プロジェクトの生涯コストの 20% ～ 25% にすぎません。 電力設備、土地、現場作業、ケーブル配線、プロジェクトの設計と管理、送電網の統合、輸送、その他の関連する初期費用がさらに 25% かかります。

解説

では、残りの約 50% は何でしょうか? O&M とも呼ばれる運用と保守は数パーセントに相当します。 O&M には通常、エネルギー貯蔵システムの耐用年数にわたる保守、修理、運用に関連する費用が含まれます。 残りはシステムを充電するための電気コストから発生しますが、これはシステム全体の往復効率 (RTE) に大きく影響されます。

均等化貯蔵コスト (LCOS) は、エネルギー貯蔵システムから放出されるエネルギーの単位当たりのコストを決定するために使用される指標です。 計算は通常、メガワット時あたりのドル数 (MWh) で表され、初期コストと運用コストを資産の耐用年数にわたって放出されるエネルギーで割った値が含まれます。

ストレージの真の平準化コストを決定するために使用できる潜在的な変数は数十あり、さまざまなベンダーが自社の製品を最適な状態に保つために、さまざまな変数を追加、省略、または調整します。 ストレージ システムにおける RTE の役割とエネルギー コストを理解することが非常に重要なのは、これらが最も大きな影響を与えることが多いためです。 これらは、低 RTE テクノロジを備えたベンダーが最も頻繁に軽視する (または完全に省略する) コンポーネントでもあります。

往復効率は、システムに投入されるエネルギー量と、送出されるエネルギー量とを比較した尺度であり、パーセンテージで表されます。 高い RTE (75%+) を備えたシステムは、供給されたエネルギーのほとんどを送出できます。 RTE が低いということは、多くの場合、不可逆的な副反応や高い内部セル抵抗から生じる熱により、システムがかなりの量のエネルギーを損失していることを示します。 多くの長期持続時間エネルギー貯蔵システムの RTE は 50% 未満であり、大量のエネルギーの無駄が発生します。

たとえば、リチウムイオン電池の RTE は通常 90% 以上です。 対照的に、鉛蓄電池の RTE は約 70% と低く、これは充電エネルギーの約 30% が失われることを意味します。 フロー電池の RTE は 50% ～ 75% の範囲ですが、金属空気電池の RTE は 40% 程度になる可能性があります。

低 RTE バッテリーの充電に使用される電力が無料であれば、効率はそれほど重要ではないかもしれません。 しかし、電気には必ずコストがかかります。 供給が需要を上回っている期間には、再生可能エネルギーが削減される場合でも、バッテリーの充電に再生可能エネルギーを使用できると主張する人もいるかもしれません。 それには一理ありますが、削減期間は常に予測できるわけではありません。

削減されるはずの電力を使用している場合でも、金銭的価値を割り当てる必要があります。 タービンが回転していたり​​、ソーラーパネルが発電していてバッテリーシステムがその電力を蓄えている場合、システム内のすべてのコンポーネントは通常の損耗に加え、メンテナンスや交換の手順が発生し、これらすべてにコストがかかります。 関係する要因には次のようなものがあります。

テクノロジーの寿命と劣化率。エネルギー貯蔵システムの耐用年数は、テクノロジーとサイクルによって決まります。 すべてのエネルギー貯蔵システムは時間の経過とともに劣化し、エネルギーの貯蔵と放出の効率が低下します。 発生源についても同様です。 太陽光発電、風力発電、フロー電池、リチウムイオン電池に至るまで、部品の使用量が増えるほど寿命が短くなり、修理、交換、または増強がより早く必要になります。

維持費。ソーラーパネル、風力タービン、バッテリーシステム、送電線、電力設備はすべてメンテナンスする必要があります。 使用回数が増えるほど、コンポーネントの保守や交換が必要になる頻度が高くなります。

エネルギー分野で最近話題になっている用語は、「長期エネルギー貯蔵」、略して LDES です。 この用語の意味について単一の定義はありませんが、この用語は一般的に、リチウムイオン電池や標準バッテリーよりも低い MW あたりの設置コストで 8 ～ 160 時間のエネルギーを供給できる非リチウム貯蔵技術を指すようになりました。天然ガスタービン。

LDES はバッテリ ストレージに限定されません。 バッテリー以外のテクノロジーには、圧縮空気、潜熱、フライホイールなどが含まれます。 実際、揚水水力は現在、米国のすべての LDES 容量の大部分を占めており、おそらく長期間その位置に留まり続けるでしょう。 LDES の使用に向けて位置付けられている電池技術には、フロー電池、亜鉛ベースの化学物質、金属空気、ニッケル水素などが含まれます。

これらのテクノロジーはすべてうまく機能し、一般にリチウムイオン電池よりも安全ですが、トレードオフもあります。 多くは初期費用が高く、コスト競争力を得るには 30 ～ 40 年の期間で償却する必要があります。 エネルギー密度が非常に低いものもあり、数メガワット時を超える設備を設置するにはかなりの面積が必要です。 一部にはレート制限があり、特定の用途に必要なだけ早く放電できないものもあります。 一部の場所では、設置要件が非常に制限されています。 そしておそらく最も重要なことは、多くの企業の RTE が 60% 未満であり、40% 以下の企業もいくつかあります。

では、これは何を意味するのでしょうか? より優れたストレージ システムを構築する競争が続いていますが、LCOS を計算するための普遍的な標準がないため、各ベンダーは独自のテクノロジーの強みを活かしたモデルを使用しています。 新しいストレージ テクノロジを調査している場合は、LCOS の数値が見つかったら、必ず次のようないくつかの質問をしてください。

システムの寿命は何年と計算されていますか?リチウムイオン電池は通常、10 年から 15 年使用すると増強または交換する必要があります。 密度が低い、または設置コストが高いベンダーは、リチウムイオンの 2 回以上の交換サイクルを考慮しながら、LCOS を下げるために 30 ～ 40 年かかると計算する可能性があります。

システムを充電するための電気代は何に使われていますか?それは実際のコストとどのように比較されますか?通常、再生可能エネルギーを削減する期間中にのみシステムを充電する予定がある場合でも、これらのシステムの稼働には依然としてコストがかかることに注意してください。 RTE が低いシステムでは、電気代がほとんどかからない場合でも、LCOS が大幅に高くなる可能性があります。

計算に土地代も含めているのでしょうか？土地が安い田舎に保管施設を設置する場合、これはあまり問題にならないかもしれません。 ただし、生活費の高い地域またはその近くにストレージを配置する必要がある場合、土地のコスト (および可用性) が主な懸念事項の 1 つになる可能性があり、LCOS の計算に間違いなく影響を与えるはずです。

計算には設置税額控除 (ITC) または製造税額控除 (PTC) が含まれていますか?その場合は、その数値がプロジェクトに対して正しいこと、および評価している他のテクノロジにも同じ数値が適用されていることを確認してください。

—ムケシュのおしゃべり氏は、リチウムとコバルトを含まない低コストで高性能の充電式電池化学を開発しているテクノロジー企業、Alsym Energy の CEO です。

この記事をシェアする

解説ニュースをもっと見る

ハイブリッドの発電と貯蔵は、急速な低炭素移行の鍵となります。 解説 なぜ銀行強盗をしたのかと尋ねると、…

Rystad Energy は、データ、ツール、分析、コンサルティング サービスを提供する独立系エネルギー調査およびビジネス インテリジェンス企業です…