Oké, dus ik heb me de laatste tijd verdiept in dit hele energieopslaggedoe, en eerlijk gezegd? Het is veel interessanter dan ik had verwacht. Begonnen omdat mijn buurman zonnepanelen had en klaagde dat ze 's nachts eigenlijk nutteloos zijn (duh), maar het zette me aan het denken over het geheelbatterij opslaghoek.
De fundamentele fysica achter dit alles
Hier is het punt - en ik maak het waarschijnlijk te simpel, maar welke energieopslag dan ook - is niet echt het creëren van energie uit het niets. Het is gewoon... het door elkaar schudden. De eerste wet van de thermodynamica, toch? Energie kan niet worden gecreëerd of vernietigd, maar alleen worden omgezet van de ene vorm in de andere. Dus als we het hebben over het 'opslaan' van energie, hebben we het eigenlijk over het transformeren ervan in iets waar we een tijdje aan kunnen vasthouden.
Ik herinner me dat mijn natuurkundeprofessor dit uitlegde met ΔU=Q + W (waarbij Q de warmte is die naar het systeem wordt overgebracht en W het werk dat eraan wordt gedaan). Het leek toen zinloos, maar nu is het eigenlijk wel logisch. Je batterijsysteem is geen magie - het neemt elektrische energie en zet deze om in chemische energie, of kinetische energie in een vliegwiel, of wat dan ook. Als je het dan terug nodig hebt, boem, draai dan het proces om.
Het batterijopslag-ding is waarschijnlijk het meest voorkomende voorbeeld waar mensen aan denken. Chemische energie zit daar te wachten. Wanneer je elektriciteit nodig hebt, draait de chemie om en komt jouw kracht tevoorschijn. Redelijk eenvoudig, behalve als dat niet het geval is (daarover later meer omdat de batterijchemie RAAR wordt).
Waarom dit belangrijker is dan je zou denken
Dus hernieuwbare energie - wind, zonne-energie, oceaanstromingen, al dat soort dingen. Ze zijn zo onbetrouwbaar als de hel. Ik bedoel, ik ben helemaal voor groene energie, maar laten we eerlijk zijn: de zon maakt zich niets uit van je piekuren, en de wind waait wanneer hij wil. Dit is waar grootschalige energieopslag-het spel compleet verandert.
Zonder opslag verspil je feitelijk energie tijdens dal-piektijden of wanneer de productie hoog is. Met opbergruimte? Je maakt alles glad, waardoor deze temperamentvolle energiebronnen daadwerkelijk levensvatbaar worden voor het elektriciteitsnet.
Het geldgedeelte (want natuurlijk)
Dit is waar het interessant wordt voor gewone mensen. Weet je hoe elektriciteit op verschillende tijdstippen verschillende bedragen kost? Dalprijzen versus piekprijzen? Met opslagsystemen kun je dat systeem bespelen. Laad op wanneer de elektriciteit goedkoop is (meestal 's nachts) en gebruik de opgeslagen energie vervolgens tijdens de dure uren overdag.
Ik heb dit voor mijn eigen huis onderzocht, en de kostenbesparingen zijn... nou ja, ze zijn nog niet revolutionair, maar ze komen er wel. Commerciële gebouwen doen dit al op agressieve wijze. Mijn vriend werkt in een hoog-flatgebouw in de binnenstad, en blijkbaar wordt hun hele gebouw 's nachts opgeladen en loopt het door tijdens de dure middaguren. De bonentellers zijn er dol op.
Het punt is dat opslagtechnologie uiteindelijk standaard zal worden. Niet alleen voor bedrijven - ook voor woningen. Het is slechts een kwestie van wanneer de economie volledig omvalt.
Noodback-up (maar niet zoals de generator van je opa)
Hier is iets waar ik niet echt aan had gedacht totdat ik dieper groef: deze systemen werken tijdens stroomuitval. In tegenstelling tot die dieselgenerator in uw kelder die u (misschien) één keer per jaar inschakelt, zijn batterijopslagsystemen ALTIJD actieve deelnemers aan uw energiesysteem.
Tijdens normale activiteiten doen ze hun arbitrage-ding - door laag in te kopen en hoog te verkopen. Maar als de grid uitvalt, komen ze meteen in actie. Geen startvertraging, geen gerommel in het donker op zoek naar de generatorschakelaar. En je verbrandt geen fossiele brandstoffen terwijl je daar zit te wachten tot het energiebedrijf hun leidingen repareert.
Vorig jaar had mijn regio drie stroomstoringen (blijkbaar is de netwerkinfrastructuur aan het verouderen, wie weet?), en elke keer dacht ik eraan hoe fijn het zou zijn om online opslag te hebben. Netflix kijkt niet naar zichzelf, weet je?
Het grotere geheel
Energieopslag als concept is cruciaal voor de hele smart grid-transitie. Je kunt geen gedistribueerde opwekking, microgrids en elektrische voertuigen overal van de grond laten komen zonder robuuste opslag. De technologie is een hoeksteen - haal het weg en de hele visie valt in duigen.
Maar dit is wat mij irriteert: iedereen praat over opslag alsof het een opgelost probleem is. "Voeg gewoon batterijen toe!" Ja, zeker. Behalve dat de degradatie van batterijen reëel is, zijn de toeleveringsketens voor materialen op zijn best twijfelachtig en lopen de efficiëntieverliezen tijdens laad- en ontlaadcycli op.
Thermodynamische efficiëntie is één ding op papier. Prestaties in de praktijk- met temperatuurschommelingen, laad- ontlaadcycli, onderhoudsvereisten? Dat is waar het rommelig wordt. Ik heb claims gezien van een round-trip-efficiëntie van 85-95%- voor lithium-ionsystemen, maar dat zijn laboratoriumomstandigheden. Zet dat systeem in een zomer in Texas of een winter in Minnesota en vertel me hoe het na vijf jaar presteert.
Werkt het eigenlijk wel?
Terugkomend op de oorspronkelijke vraag - ja, opslagsystemen voor energiebatterijen werken. Maar 'werk' doet daar zwaar werk. Ze werken in de zin dat ze energie opslaan en vrijgeven. Ze werken eraan om hernieuwbare energiebronnen praktischer te maken. Ze zorgen voor back-upstroom en strijken fluctuaties in het elektriciteitsnet op.
Werken ze als een totaaloplossing voor al onze energieproblemen? Niet eens in de buurt. Worden ze elk jaar beter? Absoluut. De technologie wordt steeds beter, de kosten dalen en -installaties in de echte wereld bewijzen het concept op grote schaal.
Ik denk dat de interessantere vraag niet is of ze werken, maar hoe snel ze goed genoeg en goedkoop genoeg zullen werken zodat iedereen er een heeft. Omdat de fysica goed is, de techniek solide is en de economische prikkels op één lijn liggen. Het is slechts een kwestie van tijd voordat energieopslag net zo gewoon wordt als het hebben van een boiler in uw kelder.
Hoewel ik eerlijk gezegd nog steeds twijfel over het overhalen van de trekker voor mijn eigen huis. De terugverdientijd is naar mijn smaak nog steeds een beetje lang, en ik sta inherent wantrouwend tegenover alles van de eerste- generatie. Misschien over nog eens twee jaar, als de volgende generatie op de markt komt...