Optimiser les niveaux croissants d’énergies renouvelables en augmentant le déploiement de différents types de stockage d’énergie : MIT

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Brève en direct :

  • Selon un rapport du MIT publié le 12 mai, différentes technologies de stockage d’énergie peuvent utiliser de manière optimale les niveaux croissants d’énergie renouvelable intermittente, les ressources combinées remplaçant les systèmes de production à combustible fossile d’ici le milieu du siècle.
  • La L’avenir du stockage d’énergie par la MIT Energy Initiative, ou MITEI, fournit un modèle pour soutenir et utiliser les technologies de stockage en réseau – existantes et émergentes – pour réduire les émissions de manière abordable. L’étude de près de 400 pages examine le nord-est, le sud-est et le Texas, qui reflètent différents portefeuilles de demandes et niveaux d’énergie éolienne et solaire.
  • Le rapport évalue également le potentiel de stockage associé aux énergies renouvelables pour remplacer l’énergie au charbon en Inde et dans d’autres pays. À mesure que le stockage sur le réseau augmente, “les politiques doivent être ajustées pour éviter des charges excessives et inéquitables pour les consommateurs, pour encourager l’électrification pour la décarbonisation de l’ensemble de l’économie et pour permettre une croissance économique robuste, en particulier dans les pays émergents à économie en développement”, déclare-t-il.

Aperçu en direct :

L’étude du MIT, développée sur trois ans, analyse des stratégies pour capitaliser sur diverses technologies de stockage – électrochimiques, thermiques, chimiques et mécaniques – qui peuvent capter des flux variables d’énergie éolienne et solaire pour décarboner le réseau d’ici 2050.

La mise en place d’un réseau respectueux du climat aux États-Unis nécessite des changements dans la planification et les outils opérationnels pour refléter le système de transition nécessaire pour lutter contre le changement climatique, selon le rapport. Il appelle également à augmenter les charges fixes pour rendre le stockage de l’énergie financièrement viable. De plus, le rapport recommande modifier la pratique actuelle du gouvernement fédéral d’accorder des droits de propriété intellectuelle à des partenaires du secteur privé qui partagent les coûts des projets de démonstration technologique. “L’investissement public dans la démonstration technologique et l’activité de déploiement précoce vise à diffuser les connaissances”, indique le rapport.

Par le passé, le DOE a insisté pour que les partenaires du secteur privé partagent les coûts du projet afin d’« étirer » les dollars fédéraux. Étant donné que les partenaires privés se voient généralement accorder des droits de propriété intellectuelle en retour, cette pratique compromet l’objectif fondamental des projets de démonstration technologique bénéficiant d’un soutien public, qui est de diffuser l’information parmi tous les participants de l’industrie, créant ainsi les conditions d’une concurrence efficace. Les projets de démonstration fédéraux devraient inclure des exigences explicites pour le partage d’informations avec d’autres entités américaines qui n’ont pas été partenaires, même si cela nécessite une contribution fédérale plus importante.

La production excédentaire d’énergie solaire et éolienne peut être stockée et alimenter le réseau en période de forte demande, “en maintenant la fiabilité de manière rentable – qui à son tour peut soutenir l’électrification de nombreuses activités d’utilisation finale au-delà du secteur de l’électricité”. MITEI Directeur Robert Amstrongprofesseur de génie chimique, a déclaré lors de la publication du rapport.

En supposant que les coûts continuent de baisser pour les technologies éoliennes et solaires, la modélisation de l’étude “identifie des voies rentables pour décarboner les systèmes électriques – réduisant les émissions de 97% à 99% par rapport aux niveaux de 2005 aux États-Unis”, conclut l’étude. “Une décarbonisation efficace nécessitera des investissements substantiels dans de multiples technologies de stockage d’énergie, ainsi que dans la transmission, la production propre et la flexibilité de la demande”, ajoute-t-il.

“Il est utile de voir où et comment les technologies de stockage d’énergie doivent évoluer et de comprendre les différents compromis entre les coûts énergétiques ou de capacité, l’efficacité aller-retour [and] durée, entre autres choses », Jin Non, directeur des politiques de la California Energy Storage Alliance, a déclaré à propos du rapport. Il a ajouté que cela pourrait guider les politiques de développement et de commercialisation de diverses nouvelles technologies de stockage d’énergie.

Le stockage de réseau dominant d’aujourd’hui est fourni par des batteries lithium-ion, qui ont généralement une puissance maximale de quatre heures, tandis qu’un stockage fournissant beaucoup plus d’heures de durée d’alimentation est nécessaire pour répondre aux différentes demandes du réseau, y compris les conditions météorologiques et saisonnières. Le ministère de l’Énergie travaille actuellement sur un objectif de recherche visant à aider à réduire le coût de 10 heures plus stockage d’énergie. Il a récemment approuvé 505 millions de dollars pour faire progresser le stockage de plusieurs heures associé aux énergies renouvelables.

Le rapport du MIT appelle à davantage de soutien de plus longue durée, en particulier les technologies de stockage électrochimique qui utilisent des matériaux terrestres largement disponibles, y compris ceux dérivés des batteries à usage secondaire et du recyclage.

Selon le rapport, une aide financière gouvernementale supplémentaire pour le stockage avec au moins 12 heures de production est nécessaire car elle n’est pas soutenue par des investissements privés substantiels, comme les batteries lithium-ion. Le financement privé de ces batteries à faible coût et à haute densité énergétique dans les véhicules électriques “a considérablement amélioré les perspectives de stockage du système électrique de courte durée”, souligne le rapport.

Un autre défi est que le stockage de longue durée aura une faible valeur lorsque la production éolienne et solaire chutera, indique le rapport. Ainsi, en raison des caractéristiques et des valeurs très différentes de l’énergie intermittente, le MIT réclame également des charges fixes plus élevées pour assurer la rentabilité des technologies de stockage.

“Notre modélisation montre que les systèmes décarbonés dans lesquels la production éolienne et solaire jouent un rôle dominant auront des coûts d’énergie marginaux nuls ou faibles pendant de nombreuses heures”, contrairement à distribuable génération utilisant des combustibles fossiles, Howard Gruenspect, économiste principal de l’énergie du MIT, a déclaré. Étant donné que “les futurs systèmes décarbonés auront probablement des coûts d’investissement élevés et des coûts variables très faibles, les charges fixes devraient jouer un rôle plus important dans le recouvrement des coûts qu’elles ne le font actuellement”, a-t-il ajouté. Cela inclut de baser les frais sur le niveau de revenu des consommateurs “pour assurer l’équité ainsi que l’efficacité”.

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