Rapporto di ricerca e analisi di stoccaggio energetico: esperienze chiave nei prossimi decenni (i)

THIS REPORT IS THE LATEST IN A SERIES OF REPORTS RELEASED BY THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) ON FUTURE RESEARCH INTO ENERGY STORAGE (SFS). THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) IS A MULTI-YEAR RESEARCH PROJECT THAT EXPLORES HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE IMPACTING THE OPERATIONS AND DEVELOPMENT OF THE U.S. POWER INDUSTRY.

THIS STUDY ANALYZES AND EXAMINES THE IMPACT OF ADVANCES IN ENERGY STORAGE TECHNOLOGY ON UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT AND ADOPTION OF DISTRIBUTED ENERGY STORAGE SYSTEMS, AS WELL AS THE IMPACT ON FUTURE POWER SYSTEM INFRASTRUCTURE INVESTMENT AND OPERATION. SOME OF THE QUESTIONS THAT THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) TRIED TO ANSWER DURING THE COURSE OF ITS RESEARCH INCLUDE:

· In che modo i costi e le prestazioni di un sistema di accumulo di energia cambiano nel tempo?

· Anche senza driver o politiche per aumentare la quota di energia rinnovabile, qual è il ruolo dello stoccaggio di energia diurno nel settore dell'energia?

· Negli Stati Uniti, qual è la quantità di implementazione economicamente praticabile dello stoccaggio di energia diurna, sia su scala di utilità che su scala di distribuzione?

· Quali fattori potrebbero guidare questa distribuzione?

· In che modo l'aumento della capacità installata di accumulo di energia diurna influenzerà le operazioni di rete?

THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY'S (NREL) FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES OF REPORTS SUMMARIZES KEY LESSONS LEARNED FROM ITS RESEARCH PROCESS AND WILL HELP SHAPE THE FUTURE OF ENERGY STORAGE VISION 

THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES OF REPORTS PROVIDES DATA AND ANALYSIS TO SUPPORT THE U.S. DEPARTMENT OF ENERGY'S (DOE) "ENERGY STORAGE GRAND CHALLENGE," A COMPREHENSIVE PROGRAM DESIGNED TO ACCELERATE THE DEVELOPMENT, COMMERCIALIZATION, AND UTILIZATION OF NEXT-GENERATION ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES AND HELP THE UNITED STATES MAINTAIN ITS GLOBAL LEADERSHIP IN ENERGY STORAGE. THE ENERGY STORAGE CHALLENGE USES A USE CASE FRAMEWORK TO ENSURE THAT ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES CAN COST-EFFECTIVELY MEET SPECIFIC NEEDS, INCORPORATING A WIDE RANGE OF TECHNOLOGIES ACROSS MULTIPLE CATEGORIES: ELECTROCHEMICAL ENERGY STORAGE, MECHANICAL ENERGY STORAGE, THERMAL ENERGY STORAGE, AND POWER ELECTRONICS.

Distribuzioni di accumulo di energia per decenni a venire

È probabile che i sistemi di accumulo di energia diventi elementi chiave di una rete futura a bassa carbonio, flessibile e resiliente.

generazione di energia rinnovabile negli Stati Uniti Il settore energetico è aumentato notevolmente negli ultimi anni e dovrebbe vedere una crescita significativa in futuro. Inoltre, poiché sempre più clienti sottolineano l'importanza della distribuzione dell'energia pulita, mantenendo al contempo un funzionamento affidabile dei sistemi di energia, gli Stati Uniti e i paesi di tutto il mondo stanno prestando maggiore attenzione ai casi d'uso di risoluzione delle interruzioni del sistema di energia e prestano sempre più attenzione alla ricerca e all'analisi sull'affidabilità del sistema di potenza e sulla resilienza.

Allo stesso tempo, il costo delle tecnologie di accumulo di energia, in particolare i sistemi di accumulo di energia della batteria, è diminuito bruscamente negli ultimi anni e vengono sviluppate tecnologie di accumulo di energia più diverse. Questi fattori hanno aumentato le preoccupazioni sull'importante ruolo che i sistemi di accumulo di energia svolgono come attività decarbonizzata critica e assicurano che la rete in evoluzione abbia accesso a elettricità affidabile.

I sistemi di accumulo di energia offrono molti potenziali vantaggi alla rete. I sistemi di accumulo di energia possono archiviare e fornire elettricità e integrare l'elettricità delle impianti di energia eolica e le strutture di generazione di energia solare, fornendo energia quando la disponibilità di queste risorse è ridotta. Se combinati con fonti energetiche rinnovabili o altre pulite, i sistemi di accumulo di energia hanno la possibilità di ridurre le emissioni di gas serra.

I sistemi di accumulo di energia possono anche migliorare l'utilizzo delle linee di trasmissione, compensando o rallentando la costruzione di nuove impianti di generazione di energia per fornire la capacità di picco o soddisfare la necessità di riserve operative. Infine, i sistemi di accumulo di energia distribuiti possono ridurre la pressione operativa sulla griglia durante i periodi di picco. Questa flessibilità è importante per la crescita attesa dei veicoli elettrici e il potenziale aumento del carico per altre elettrificazioni di uso finale.

AS THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS CONTINUES TO FALL AND THE GRID INTEGRATES MORE VARIABLE RENEWABLES, MODELING FROM THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) SUGGESTS THAT THE DEPLOYMENT OF ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS IN POWER SYSTEMS WILL INCREASE SIGNIFICANTLY OVER THE NEXT FEW DECADES. BUT IT ALSO RAISES QUESTIONS SUCH AS HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS WILL AFFECT HOW THE GRID OPERATES AND EVOLVES IN THE COMING DECADES.

BECAUSE ENERGY STORAGE SYSTEMS HAVE CHARACTERISTICS THAT AFFECT POWER GENERATION, TRANSMISSION, AND DISTRIBUTION, THE VALUE OF QUANTIFYING ENERGY STORAGE SYSTEMS IS MORE COMPLEX THAN QUANTIFYING THE VALUE OF RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS SOLAR POWER GENERATION FACILITIES OR RENEWABLE ENERGY GENERATION FACILITIES SUCH AS WIND POWER GENERATION. THROUGH THE FUTURE OF ENERGY STORAGE STUDY (SFS), THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) AIMS TO DEEPEN ITS UNDERSTANDING OF HOW ENERGY STORAGE SYSTEMS ADD VALUE TO POWER SYSTEMS, HOW MUCH VALUE THEY ADD TO THEM, HOW MANY ENERGY STORAGE SYSTEMS CAN BE DEPLOYED ECONOMICALLY, AND HOW ENERGY STORAGE DEPLOYMENTS AFFECT THE OPERATION AND EVOLUTION OF POWER SYSTEMS.

Il futuro dello studio di accumulo di energia (SFS) definisce prima un quadro a quattro fasi che aumenta la distribuzione e la durata dell'energia nel tempo, crea alcune proiezioni a lungo termine per lo spiegamento dei sistemi di stoccaggio di energia diurni negli Stati Uniti (meno di 12 ore) e quindi applica costi di produzione dettagliati e modelli basati su agenti per comprendere meglio il ruolo dei sistemi di stoccaggio energetico. La conclusione principale dello studio ' è che le distribuzioni di accumulo di energia hanno un potenziale significativamente aumentato - almeno cinque volte la capacità installata di oggi ' s schierati i sistemi di accumulo di energia cumulativamente entro il 2050, che svolgerà un ruolo integrale nel determinare il costo futuro ottimale del mix della griglia. Sulla base di un'analisi del futuro dello studio di accumulo di energia (SFS), dei lavori precedenti e dell'analisi aggiuntiva di questo rapporto, lo studio identifica 8 approfondimenti chiave sul futuro dei sistemi di accumulo di energia e il loro impatto sui sistemi di alimentazione. Queste importanti lezioni apprese possono aiutare i politici, gli sviluppatori tecnologici e gli operatori della rete a prepararsi per la prossima ondata di distribuzioni di accumulo di energia:

Esperienza chiave 1: la capacità installata dei sistemi di accumulo di energia dovrebbe crescere rapidamente

Il futuro del rapporto dello studio di stoccaggio dell'energia indica l'enorme potenziale economico degli Stati Uniti Il settore energetico ' l'adozione dell'accumulo di energia diurna e dimostra la crescente competenza in termini di costi dei sistemi di accumulo di energia. Utilizzando modelli avanzati di espansione della capacità su larga scala, è stato scoperto che i sistemi di accumulo di energia diurni (duratura < 12 ore) erano competitivi in ​​termini di costo in una varietà di scenari e lo studio ha fatto una serie di ipotesi sui costi e sulle prestazioni sui sistemi di accumulo di energia, le impianti di energia eolica, le impianti di energia solare e le centrali a gas naturale.

FIGURE 1 SHOWS THAT IN ALL SCENARIOS, THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF THE ENERGY STORAGE SYSTEM DEPLOYED IN THE FUTURE IS 100GW TO 650GW. AND THIS BROAD SCOPE IS DRIVEN BY A NUMBER OF FACTORS, INCLUDING THE COST OF ENERGY STORAGE SYSTEMS (KEY REALIZATION 2), NATURAL GAS PRICES, AND RISING COSTS OF RENEWABLE ENERGY. EVEN THE MOST CONSERVATIVE SCENARIOS WILL INCREASE FIVEFOLD COMPARED TO THE INSTALLED CAPACITY OF 23GW OF ACCUMULATED 23GW OF ENERGY STORAGE SYSTEMS DEPLOYED BY 2020, MOST OF WHICH ARE PUMPED STORAGE POWER GENERATION FACILITIES.

Vale la pena notare che i sistemi di accumulo di energia e energia rinnovabili saranno distribuiti in grandi quantità anche senza ulteriori politiche di riduzione del carbonio, indicando la loro crescente competitività dei costi come risorsa per la fornitura di servizi energetici e di capacità.

INSIGNIFICANT BUT INCOMPLETE DECARBONIZATION SIMULATION SCENARIOS, CARBON EMISSIONS FROM THE U.S. POWER SECTOR HAVE BEEN REDUCED BY 46 TO 82 PERCENT COMPARED TO 2005, AND BY 2050, THE SHARE OF VARIABLE RENEWABLE ENERGY (VRE) IN THE TOTAL INSTALLED CAPACITY OF AVAILABLE ENERGY IN THE U.S. WILL REACH 43 TO 81 PERCENT. ENERGY STORAGE SYSTEMS WITH A DURATION OF 4 TO 6 HOURS ARE TYPICALLY USED AND DRIVEN BY INTRINSIC SYNERGIES WITH SOLAR POWER FACILITIES (KEY EXPERIENCE 5), BUT LONGER DURATION ENERGY STORAGE SYSTEMS ARE USUALLY DEPLOYED IN SUBSEQUENT MODELING YEARS (KEY EXPERIENCE 7). INDUSTRY EXPERTS ALSO EXPLORE THE MAIN DRIVERS BEHIND THE GROWTH OF ENERGY STORAGE SYSTEMS AND THE EVOLUTION OF ENERGY STORAGE SYSTEMS.

Figura 1. Nel caso di riferimento, la capacità installata del sistema di accumulo di energia implementato negli Stati Uniti entro il 2050 crescerà a circa 200 GW e l'intervallo di durata della distribuzione (a sinistra) significa che la capacità di accumulo di energia del sistema di accumulo di energia è di circa 1.200 GWh (a destra) e la sua gamma di schieramento è ampia.

Chiave Experience 2: si prevede che il costo dei sistemi di accumulo di energia continuerà a diminuire nel prossimo futuro e che i sistemi di accumulo di energia a batteria al litio continueranno a guidare la quota di mercato per un periodo di tempo

THE ENERGY STORAGE TECHNOLOGY MODELING INPUT DATA REPORT IN THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) SERIES PREDICTS FUTURE DEVELOPMENTS IN THE COST OF UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS AND OTHER ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES THAT DRIVE MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

La maggior parte dei sistemi di accumulo di energia stazionaria dovrebbe essere distribuita a breve termine sono i sistemi di accumulo di energia della batteria, in particolare i sistemi di accumulo di energia della batteria agli ioni di litio. Almeno a breve termine, il dominio dei sistemi di accumulo di energia della batteria agli ioni di litio nel mercato di accumulo di energia è guidato dalla loro crescita in diversi mercati, tra cui l'elettronica di consumo e le applicazioni di stoccaggio di energia stazionarie, nonché veicoli elettrici.

La Figura 2 fornisce un esempio dei costi storici e futuri dei pacchetti di batterie agli ioni di litio, mostrando il rapido calo dei costi del sistema di accumulo di energia negli ultimi anni. Il grafico mostra anche che la stragrande maggioranza delle batterie viene utilizzata per le applicazioni di trasporto, che è probabilmente il driver più importante dello sviluppo della tecnologia della batteria e della riduzione dei costi della batteria.

THE NATIONAL RENEWABLE ENERGY LABORATORY (NREL) USES VARIOUS FUTURE COST PROJECTIONS FOR UTILITY-SCALE BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEMS TO ASSESS OVERALL SYSTEM COSTS, INCLUDING INVERTERS, SYSTEM BALANCING, AND INSTALLATION. FIGURE 3 SHOWS AN EXAMPLE OF THE COST PREDICTION OF A BATTERY ENERGY STORAGE SYSTEM USED IN THE FUTURE STUDY OF ENERGY STORAGE (SFS) REFERENCE SCENARIOS WITH A DURATION OF 2 TO 10 HOURS

Figura 2 Il costo delle batterie agli ioni di litio è diminuito di oltre l'80% negli ultimi dieci anni e dovrebbe continuare a diminuire sulla base della continua scala di produzione guidata dalla domanda di veicoli elettrici.

Figura 3: lo schema di riferimento per i sistemi di accumulo di energia della batteria su scala pubblica continuerà a ridurre i costi. La parte sinistra misura i costi su base di dollari/kWh (capacità di accumulo di energia), mentre la parte destra misura i costi su una base di dollari/kW (capacità installata). La previsione assume un progetto di stoccaggio di energia della batteria da 60 MW

La curva sinistra della Figura 3 mostra il costo totale della capacità di accumulo di energia (KWH) del sistema di accumulo di energia, che è una misura comune nel settore delle batterie. Questo è il costo totale dell'installazione del sistema di accumulo di energia. Per le applicazioni fisse di accumulo di energia, include anche costi correlati all'elettricità (relativi allo stoccaggio e alla conversione) e ai costi legati all'energia (supporti di accumulo di energia). I costi correlati all'elettricità non ' di solito aumentano con la durata, il che significa che ' sono lo stesso per i sistemi di accumulo di energia di 2 ore e i sistemi di accumulo di energia di 10 ore, motivo per cui i costi di accumulo di energia (KWH) diminuiscono all'aumentare della durata. La rottura dei costi di elettricità e durata è mostrata nella Figura 4. La curva a destra mostra il costo della capacità installata (KW), una misura del costo delle tradizionali strutture di generazione di energia utilizzate dalle utility. Con questa misura, il suo costo aumenta con la durata. All'aumentare della durata, il costo della batteria è un componente importante dei sistemi di accumulo di energia della batteria. Poiché i costi della batteria diminuiscono nel tempo, i sistemi di accumulo di energia della batteria più duratura diminuiscono più rapidamente del costo complessivo dei sistemi di accumulo di energia della batteria più brevi.

Sebbene la maggior parte dei sistemi di accumulo di energia distribuiti negli ultimi anni siano sistemi di accumulo di energia della batteria, varie tecnologie di accumulo di energia possono entrare nel mercato man mano che i costi diminuiscono o il valore degli aumenti di accumulo di energia a lungo termine (Experience 7 chiave). La Figura 4 riassume le stime dei costi di capitale per 15 diversi tipi di sistemi di accumulo di energia e diverse fasi di commercializzazione. Per arrivare al costo totale, il costo correlato alla capacità (asse) viene moltiplicato per il numero di ore (durata) e aggiunto al costo correlato alla potenza (asse Y). La Figura 4 mostra anche le aree di costo di questa relazione, che possono essere più o meno adatte per applicazioni a breve o lungo termine. Utilizzando i sistemi di accumulo di energia della batteria come punto di riferimento, la linea blu rappresenta un segmento di mercato in cui le tecnologie alternative sono (o forse) più convenienti quando commercializzate.

È importante notare che per la maggior parte delle tecnologie di accumulo di energia, la distinzione tra questi componenti di potenza e correlata all'energia non è assoluta e può essere difficile distinguere questi componenti. Molti altri fattori importanti non sono illustrati nella Figura 4, tra cui l'efficienza di andata e ritorno a carica di carica e le potenziali limitazioni di selezione del sito.

A causa della differenza tra elettricità e costi legati all'energia, alcune tecnologie possono essere più adatte a diverse applicazioni di accumulo di energia in base alla durata desiderata. I costi tecnologici a bassa potenza (ma costi energetici elevati) possono essere più adatti per applicazioni a breve termine, mentre i dispositivi con costi più elevati di energia, ma minori costi legati all'energia possono essere più competitivi nelle applicazioni a lungo termine. L'importanza relativa di varie applicazioni è discussa nell'esperienza chiave 3. Man mano che la griglia si evolve, è probabile che applicazioni più lunghe (esperienza chiave 7) svolgano un ruolo crescente, il che può aumentare le possibilità di adottare più tecnologie di accumulo di energia. L'area all'estrema sinistra della Figura 4 contiene tecnologie molto a basso costo (utilizzando grotte sotterranee o bacini) che sono adatti per l'applicazione di sistemi di accumulo di energia stagionali (esperienza chiave 8).

Nel complesso, i sistemi di accumulo di energia della batteria attualmente dominano il mercato di accumulo di energia, ma è probabile che altre tecnologie di accumulo di energia continuino a migliorare in futuro. Man mano che i sistemi di alimentazione si evolvono e il ruolo dei sistemi di accumulo di energia cambia nel tempo, potrebbero avere nuove opportunità di mercato se altre tecnologie possono competere con i sistemi di accumulo di energia della batteria in termini di costo.

Figura 4: il costo della capacità di accumulo dell'energia (USD/KWh) e il costo della capacità installato (USD/KW) di varie tecnologie di accumulo di energia. Le tecnologie di accumulo di energia con bassi costi associati alla capacità installata, ma gli alti costi associati alla capacità di accumulo di energia possono essere più adatte per applicazioni di accumulo di energia a breve termine, mentre le tecnologie di accumulo di energia con costi più elevati associati alla capacità installata e bassi costi associati alla capacità di accumulo di energia possono essere più competitivi nelle applicazioni di stoccaggio di energia a lungo termine. Man mano che la tecnologia si evolve e si commercializza, i costi previsti possono cambiare

Chiave Realizzazione 3: la capacità di fornire capacità fissa è un principale driver di distribuzioni di stoccaggio di energia competitiva sui costi

THE ABILITY OF ENERGY STORAGE SYSTEMS TO PROVIDE FIXED CAPACITY IS A MAJOR DRIVER OF THE FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) REPORT. IN THE FOUR PHASES OF UTILITY-SCALE ENERGY STORAGE DEPLOYMENT, THE FRAMEWORK FOR THE EXPANSION OF ENERGY STORAGE IN POWER SYSTEMS DISCUSSES THE MULTIPLE SOURCES OF VALUE PROVIDED BY ENERGY STORAGE SYSTEMS, WHICH DRIVES MOST OF THE EXPECTED GROWTH IDENTIFIED IN KEY EXPERIENCE 1.

FUTURE OF ENERGY STORAGE RESEARCH (SFS) MODELING EVALUATES FOUR SOURCES OF VALUE THAT ENERGY STORAGE SYSTEMS PROVIDE TO THE GRID:

· Capacità fissa: soddisfare la domanda degli utenti durante il picco della domanda nel sistema di alimentazione e sostituire la capacità delle tradizionali impianti di generazione di energia come gli impianti di generazione di energia a gas naturale.

· Spettiva di tempo di energia: memorizza l'elettricità a basso prezzo durante i periodi di bassa domanda netta e rilascia elettricità durante i periodi di alta domanda netta. Ciò include l'evitare inutilizzabile capacità di generazione di energia rinnovabile.

· Riserve operative: rapida risposta agli squilibri tra domanda e offerta causata da cambiamenti e interruzioni casuali. Diversi tipi di riserve includono la regolamentazione della frequenza e le riserve di emergenza.

· Evitare il retrofit o l'aggiornamento delle strutture di trasmissione: compensare o ridurre la necessità di aggiornare o retrofinare le strutture di trasmissione implementando i sistemi di accumulo di energia in aree in cui la potenza è limitata, la ricarica quando la potenza è abbondante e lo scarico dei sistemi di trasmissione locali mentre si avvicinano o raggiungono la massima capacità di potenza.

I sistemi di accumulo di energia possono fornire più servizi contemporaneamente o in momenti diversi (spesso indicati come "impilamento del valore"). Per determinare il valore relativo di questi servizi in una griglia in evoluzione, lo studio ha simulato una varietà di scenari per avviare o chiudere i sistemi di accumulo di energia per fornire la possibilità di trasferire riserve, capacità e tempo individualmente o in combinazione. Mentre il valore dei ritardi di trasmissione è importante, è difficile isolare l'uno dall'altro ed è molto regionale, quindi non vi è alcun tentativo di isolare il valore delle trasmissioni ritardate.

La Figura 5 mostra un esempio di un caso d'uso che limita i servizi che un sistema di accumulo di energia può fornire mostra che i servizi di capacità sono più importanti delle riserve di spostamento del tempo o operative energetiche al fine di ottenere il massimo potenziale del sistema di accumulo di energia. L'impatto dei benefici relativi alla trasmissione, che sono importanti ma molto regionali, non è preso in considerazione nella Figura 5.

STUDIES HAVE SHOWN THAT BY 2050, THE UNITED STATES WILL DEPLOY ABOUT 200GW OF ENERGY STORAGE SYSTEMS. WHEN IT OFFERS ONLY ENERGY TIME-SHIFTED SERVICES, IT REALIZES 30% OF ITS "ALL FOUR SERVICES" POTENTIAL. HOWEVER, IF THE ENERGY STORAGE SYSTEM ONLY PROVIDES FIXED CAPACITY AND HAS ECONOMIC VALUE, A 150GW ENERGY STORAGE SYSTEM MAY BE DEPLOYED. THE PROVISION OF OPERATIONAL RESERVE SERVICES WILL ONLY INCREASE DEPLOYMENT IN RELATIVELY SMALL AMOUNTS, IN PART DUE TO THE LIMITED OPERATIONAL RESERVES REQUIRED AND THE SATURATION OF RESERVE REQUIREMENTS DUE TO ENERGY STORAGE SYSTEMS DEPLOYED PRIMARILY TO PROVIDE CAPACITY AND TIME-SHIFTED SERVICES.

Nel complesso, ciò suggerisce che i sistemi di accumulo di energia sono in grado di fornire una capacità di accumulo di energia stabile e compensare la domanda di generazione di energia tradizionale per soddisfare la domanda di picco, il che è fondamentale per raggiungere il suo pieno potenziale. La capacità effettiva di un sistema di accumulo di energia di fornire capacità fissa dipende in gran parte dalla sua durata e correlazione con la durata del carico netto di picco nell'area di distribuzione. La durata del picco di carico netto è influenzata da una varietà di fattori, tra cui la distribuzione del sistema di accumulo di energia solare e incrementale (chiave 5 e chiave 7).

Key TakeAway 4: Sistemi di stoccaggio di energia non ' t l'unica opzione flessibile, ma le loro riduzioni dei costi sono cambiate rispetto ad altre opzioni.

La capacità di aumentare la flessibilità del sistema di alimentazione, soddisfare la domanda di picco e aiutare ad affrontare la variabilità degli aumenti della domanda netta è spesso espressa sotto forma di una curva di offerta flessibile. La Figura 6 fornisce un esempio di questo concetto, illustrando le risorse che possono fornire servizi flessibili.

Storicamente, i sistemi di accumulo di energia sono stati visti come una delle opzioni più costose per aumentare la flessibilità della rete. Tuttavia, le riduzioni dei costi possono modificare la loro posizione relativa sulla curva di offerta elastica. Nonostante questo turno, è importante sottolineare che i sistemi di accumulo di energia sono solo una delle diverse risorse che possono fornire flessibilità alla rete per allineare meglio la fornitura di elettricità con la domanda di elettricità  

Figura della curva di alimentazione elastica 6

La decarbonizzazione economica richiede di tenere conto della potenziale flessibilità di tutte le risorse, compresa in gran parte non sfruttata nella domanda di elettricità terminale. La domanda flessibile può essere raggiunta attraverso una varietà di meccanismi, dai segnali di prezzo alla concentrazione di fonti energetiche distribuite alla ricarica flessibile EV, che può fornire molti degli stessi servizi dei sistemi di accumulo di energia, tra cui la riduzione della domanda netta di picco e la modifica dei tempi della generazione variabile.

La Figura 7 mostra la domanda flessibile e l'enorme potenziale dei sistemi di accumulo di energia nel settore dell'energia. Questi risultati derivano da un'analisi supplementare del presente rapporto. Le colonne 1 e 3 nella figura forniscono i risultati dello scenario sottostante. Le colonne 2 e 4 assumono ulteriori distribuzioni di risposta alla domanda per valutare il loro impatto sui sistemi di accumulo di energia e sulle decisioni complessive di investimento. In questi casi, la necessità di flessibilità riduce la domanda complessiva di energia e il valore del trasferimento del tempo di energia. Di conseguenza, le distribuzioni del sistema di accumulo di energia sono diminuite, soprattutto quando i sistemi di accumulo di energia sono moderatamente costosi, evidenziando la necessità di flessibilità e potenziale concorrenza tra i sistemi di accumulo di energia.

Per comprendere a fondo le potenziali opportunità di distribuzione della risposta alla domanda, sono necessarie ulteriori ricerche. Tenere conto dei costi di attuazione, dell'accettazione sociale, della disponibilità durante i periodi di punta netti (che possono cambiare con l'aumentare delle distribuzioni di generazione variabile) e i meccanismi di attuazione. Mentre i sistemi di accumulo di energia possono essere sempre più competitivi con risorse come la domanda flessibile, l'analisi delle esigenze di decarbonizzazione più a basso costo può aiutare a consentire una gamma di opzioni flessibili per le energie rinnovabili e altre fonti di energia pulita.

Figura 7. Con l'aumentare della flessibilità e della reattività del carico, la domanda di capacità di accumulo dell'energia diminuirà entro il 2050 per a bassa energia rinnovabile // scenari di costo della batteria, indipendentemente dal fatto che vi sia una risposta ad alta domanda di risposta ad alta domanda