Ekonomska procjena baterija kao fleksibilne podrške za sustave s povećanim udjelom obnovljivih izvora električne energije: slučaj Republike Hrvatske
##plugins.themes.bootstrap3.article.sidebar##
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Apstrakt
Posljednjih godina može se primijetiti brzo povećanje instaliranih kapaciteta obnovljivih izvora električne energije, posebno u vjetroelektranama i solarnim elektranama. To je bilo moguće zbog brzog razvoja tehnologije i smanjenja troškova izgradnje uz potporu različitih programa subvencija. Njihova obnovljiva priroda dolazi zajedno s primjetnom volatilnošću i nesigurnošću te se stoga nazivaju elektranama koje su neupravljive. Drugim riječima, oni proizvode električnu energiju kada je povezani obnovljivi izvor energije dostupan za razliku od elektrana na fosilna goriva, koje imaju skladištenje goriva ili hidroelektrana s dovoljno velikom akumulacijom i mogu se dispečirati na zahtjev. Također je neizvjesno kako će se razvijati buduće povećanje njihovih instaliranih kapaciteta. Zbog svoje volatilnosti potreban im je neki izvor i određena količina fleksibilne podrške. U ovom radu glavni izvor fleksibilnosti predstavljaju električne baterije. Nedavni razvoj baterija pokazao je brzi pad njihovih povezanih troškova i stoga je upitno na koju će vrijednost konvergirati. Baterije također mogu uštedjeti određenu količinu obnovljive energije koja bi se inače bacila, jer se mogu puniti kada postoji višak obnovljive energije i prazniti kada su obnovljivi izvori nedostupni. U ovom radu ispitat će se nekoliko scenarija za procjenu ekonomske isplativosti fleksibilnih baterijskih sustava. Scenariji pretpostavljaju različite cijene baterija i različitu buduću penetraciju obnovljivih izvora električne energije. Model je razvijen u PLEXOS softveru i temelji se na stvarnom sustavu - hrvatskom elektroenergetskom sustavu. Uključuje sve postojeće elektrane, a razmatra i buduće umirovljenje postojećih elektrana i izgradnju novih koje su u planu. Glavni je cilj utvrditi pod kojim su okolnostima baterije ekonomski isplativ izvor fleksibilne potpore za nestabilne obnovljive izvore električne energije. Glavni ekonomski pokazatelj je nivelirana cijena energije za električne baterije u različitim scenarijima.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Reference
[2] Energy Institute Hrvoje Požar, Analize i podloge za izradu energetske strategije Republike Hrvatske ZELENA KNJIGA. Zagreb, October 2018.
[3] Republic of Croatia - Official Gazette 25/2020. Strategija energetskog razvoja Republike Hrvatske do 2030. s pogledom na 2050. godinu. Zagreb, March 2020.
[4] Ministarstvo gospodarstva i održivog razvoja Republike Hrvatske, Strategija niskoug-ljičnog razvoja Hrvatske, June 2021.
[5] Republic of Croatia - Official Gazette 63/2021. Strategija niskougljičnog razvoja Hrvatske. Zagreb, June 2020.
[6] Energy Institute Hrvoje Požar. Izrada scenarija za postizanje većih smanjenja emisija do 2030. godine i klimatske neutralnosti u Republici Hrvatskoj do 2050. godine za energetski sektor. Za-greb, September 2020.
[7] EUREL, Electrical Power Vision 2040 for Europe, Brussels, February 2013, [Online] Availa-ble: Microsoft Word - Study document_Final_short.doc (eurel.org), Accessed: 24. August 2021.
[8] Government of Germany, Erneuerbare Energien Gesetz – EEG (The Renewable Energy Sources Act), Germany, 2014.
[9] Greenpeace, World Energy Scenario, Report 5th edition, Netherlands 2015, Available: 5905 gp [eu rev]csfr4.qxd (oneworld.nl), Accessed: 24. August 2021.
[10] D. Elliott, "A balancing act for renewables", Nat Energy 1, 15003 (2016)., January 2016., DOI: https://doi.org/10.1038/nenergy.2015.3
[11] A. Schweinitz, "How to achieve resource adequacy during Energiewende?", 2015 12th In-ternational Conference on the European Energy Market (EEM), Lisbon, Portugal, 2015., pp. 1-4, DOI: 10.1109/EEM.2015.7216620
[12] J. Abrell, S. Rausch, and C. Streitberger, "Buffering volatility: Storage investments and technology-specific renewable energy support", Energy Economics, vol. 84, October 2019, 104463., DOI: https://doi.org/10.1016/j.eneco.2019.07.023
[13] Ö. Özdemir et al., "Capacity vs energy subsidies for promoting renewable investment: Benefits and costs for the EU power market", Energy Policy, vol. 137, February 2020, 111166., DOI: https://doi.org/10.1016/j.enpol.2019.111166
[14] M. Hogan, "Follow the missing money: Ensuring reliability at least cost to consumers in the transition to a low-carbon power system", The Electricity Journal, vol. 30, no. 1, pp. 55-61, January–February 2017., DOI: https://doi.org/10.1016/j.tej.2016.12.006
[15] O. M. Babatundea, J. L. Mundaa and Y. Hamam, "Power system flexibility: A review", The 6th International Conference on Power and Energy Systems Engineering (CPESE 2019), September 20–23, 2019, Okinawa, Japan, pp. 101-106
[16] A. A. Akhil et al., "DOE/EPRI Electricity Storage Handbook in Collaboration with NRECA", Sandia National Laboratories, 2015.
[17] R. Dufo-Lopez, J. M. Lujano-Rojas, J. L. Bernal-Agustin, "Comparison of different lead-acid battery lifetime prediciton models for use in simulation of stand-alone photovoltaic sys-tems", Applied Energy, vol. 115, pp. 242-253, 2014
[18] IRENA, "Electricity Storage and Renewables: Costs and Markets to 2030.", October 2017
[19] M. Guarnieri, P. Mattavelli, G. Petrone, and G. Spagnuolo, "Vanadium Redox Flow Bat-teries: Potentials and Challenges of an Emerging Storage Technology", IEEE Industrial Elec-tronics Magazine, vol. 10, pp. 20–31, 2016.
[20] V. Henze, "Battery Pack Prices Fall As Market Ramps Up With Market Average At $156/kWh In 2019", [Online]. Available: https://about.bnef.com/blog/battery-pack-prices-fall-as-market-ramps-up-with-market-average-at-156-kwh-in-2019/, Accessed: 25. August 2021.
[21] I. Klarić, I. Rajšl and Željko Tomšić, "Comparison of the costs of various models of tech-nical support for increased penetration of renewable energy sources in the case of the Republic of Croatia using the PLEXOS tool", 7th International Conference on Renewable Electrical Power Sources, 17.-18. October 2019, Belgrade, Serbia