बैटरियों का एक गंदा रहस्य है
ऊर्जा भंडारण को हरित तकनीक माना जाता है। लेकिन यह वास्तव में कार्बन उत्सर्जन को बढ़ाता है।
ऊर्जा भंडारण (बैटरी और बिजली के भंडारण के अन्य तरीके, जैसे पंप किया हुआ पानी, संपीड़ित हवा, या पिघला हुआ नमक) आम तौर पर किया गया है हरित प्रौद्योगिकी के रूप में स्वागत किया गया , अधिक नवीकरणीय ऊर्जा को सक्षम करने और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कम करने की कुंजी।
लेकिन ऊर्जा भंडारण का एक गंदा रहस्य है। जिस तरह से यह आमतौर पर आज अमेरिका में उपयोग किया जाता है, वह सक्षम करता है अधिक जीवाश्म-ईंधन ऊर्जा और उच्चतर कार्बन उत्सर्जन। उत्सर्जन आज की तुलना में अधिक है यदि अमेरिका में कोई भंडारण कभी तैनात नहीं किया गया होता।
यह किसी भी तरह से प्रौद्योगिकी के लिए आंतरिक नहीं है। यदि रणनीतिक रूप से तैनात किया जाए, तो ऊर्जा भंडारण वह सब कुछ कर सकता है जो बूस्टर कहते हैं, ग्रिड को अधिक लचीला बनाते हैं, नवीकरणीय ऊर्जा को अनलॉक करते हैं, और उत्सर्जन को कम करते हैं।
परंतु केवल अगर इसे रणनीतिक रूप से तैनात किया गया है, जो आमतौर पर ऐसा नहीं होता है।
अपने आप में, ऊर्जा भंडारण न तो स्वच्छ है और न ही गंदा - यह तटस्थ है, क्योंकि यह जीवाश्म ईंधन संयंत्रों के राजस्व को बढ़ावा देने की संभावना है क्योंकि यह स्वच्छ ऊर्जा में मदद करता है। यदि नीति निर्माता इसे स्वच्छ ऊर्जा को सक्षम करने के लिए एक उपकरण के रूप में उपयोग करना चाहते हैं, तो उन्हें इसकी विशेषताओं के बारे में जागरूक होने और इसकी तैनाती के बारे में होशियार होने की आवश्यकता है।
ऊर्जा भंडारण से उत्सर्जन क्यों बढ़ता है
ऊर्जा भंडारण के इर्द-गिर्द विद्वानों के अनुसंधान का एक बढ़ता हुआ शरीर है; NS मुख्य कागज इसके उत्सर्जन प्रभावों पर रोचेस्टर इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के एरिक हिटिंगर और कार्नेगी मेलॉन के इनस अज़ेवेदो द्वारा किया गया है। पर्यावरण विज्ञान और प्रौद्योगिकी .
पूरे देश में ऊर्जा मिश्रण और ऊर्जा की कीमतों की मॉडलिंग, हिटिंगर और एज़ेवेडो यह निर्धारित करते हैं कि ऊर्जा भंडारण की तैनाती से आज अमेरिका में लगभग हर जगह उत्सर्जन बढ़ता है। ओह।
पृष्ठभूमि के रूप में, यह समझना महत्वपूर्ण है कि जहां ऊर्जा भंडारण ग्रिड को सेवाओं की एक विस्तृत श्रृंखला प्रदान कर सकता है (उस पर बाद में अधिक), इन दिनों यह मुख्य रूप से ऊर्जा आर्बिट्रेज के लिए उपयोग किया जाता है - जब यह सस्ता होता है तो ऊर्जा का भंडारण (आमतौर पर रात में) ) और अधिक मूल्यवान होने पर (आमतौर पर दिन के दौरान) इसका निर्वहन करना। तो यह ऊर्जा अंतरपणन है जो हिटिंगर और अज़ेवेदो मॉडल है।
अरे भंडारण+नवीकरणीय प्रशंसक - मेरे पास ऊर्जा भंडारण को व्यापक रूप से अपनाने के उत्सर्जन प्रभावों के बारे में तीन (!!!) हाल के प्रकाशन हैं और मैं हाइलाइट्स को एक रमणीय सूत्र में दूंगा। सीट बेल्ट लगा लो! pic.twitter.com/HCA33uXvC6
- एरिक हिटिंगर (@ElephantEating) दिसंबर 13, 2017
दो कारण हैं कि मध्यस्थता के उद्देश्य के लिए तैनात ऊर्जा भंडारण से उत्सर्जन बढ़ता है:
1 ) भंडारण उस ऊर्जा स्रोतों के मूल्य को बढ़ाता है जिससे वह आकर्षित होता है (एक स्रोत जो अपनी कुछ ऊर्जा को स्टोर कर सकता है और अधिक उत्पन्न कर सकता है) और ऊर्जा स्रोतों के मूल्य को कम करता है जो निर्वहन करते समय प्रतिस्पर्धा करता है। यदि यह ऊर्जा के स्रोतों से अधिक कार्बन-गहन ऊर्जा स्रोतों से प्रतिस्पर्धा करता है, तो इसका समग्र शक्ति मिश्रण की कार्बन तीव्रता को बढ़ाने का प्रभाव होगा।
मान लीजिए कि एक बैटरी बैंक रात भर कोयला संयंत्रों द्वारा उत्पादित होने वाली सस्ती ऊर्जा को अवशोषित कर लेता है और फिर प्राकृतिक गैस संयुक्त-चक्र (एनजीसीसी) संयंत्रों के साथ प्रतिस्पर्धा करते हुए दिन में इसका निर्वहन करता है। शुद्ध प्रभाव प्राकृतिक गैस के मुकाबले कोयले के पक्ष में होगा, इस प्रकार शुद्ध उत्सर्जन में वृद्धि होगी।
2 ) संग्रहीत ऊर्जा का प्रत्येक बिट खोई हुई ऊर्जा का भी प्रतिनिधित्व करता है। ऊर्जा भंडारण की राउंड-ट्रिप दक्षता - ऊर्जा की मात्रा जो इसमें डाली गई राशि के सापेक्ष जारी होती है - तकनीक के आधार पर, लगभग 40 से 90 प्रतिशत तक।
चलो, प्रतिनिधि उद्देश्यों के लिए, 80 प्रतिशत, लिथियम-आयन बैटरी की दक्षता के लिए अपेक्षाकृत आशावादी धारणा लेते हैं। प्रत्येक 1 मेगावाट-घंटे के लिए, 0.80 मेगावाट-घंटे निकलता है।
इसका मतलब है, अगर इसे रास्ते में संग्रहीत किया जाता है, तो ग्राहक को 1 मेगावॉट प्राप्त करने के लिए 1.25 मेगावॉट उत्पन्न करने की आवश्यकता होती है। जितनी अधिक ऊर्जा संग्रहीत होती है, उतनी ही अधिक पीढ़ी को राउंड-ट्रिप नुकसान की भरपाई के लिए बढ़ाना पड़ता है।
यदि नुकसान की भरपाई के लिए बढ़ने वाली पीढ़ी उस ऊर्जा की तुलना में अधिक कार्बन-सघन है जो भंडारण विस्थापित करती है, तो शुद्ध उत्सर्जन में कमी आती है।
यहां तक कि जब बैटरी शून्य-उत्सर्जन नवीकरणीय ऊर्जा को संग्रहीत करती है, तो यह कुल उत्पादन में वृद्धि या कमी नहीं कर रही है; यह बस इसे इधर-उधर कर रहा है (जब तक कि नवीकरणीय ऊर्जा को अन्यथा कम नहीं किया जाता; नीचे देखें)। यदि कोयला भंडारित अक्षय ऊर्जा के लिए कवर करने के लिए कदम रखता है, लेकिन यह प्राकृतिक गैस को विस्थापित कर देता है, जब इसे छोड़ दिया जाता है, तो यह फिर भी शुद्ध कार्बन उत्सर्जन बढ़ा सकता है।
भंडारण के लिए मुश्किल है नहीं उत्सर्जन बढ़ाने के लिए
उन दो प्रभावों को एक साथ जोड़ें और आपको एक कठिन स्थिति मिलती है: बढ़ते उत्सर्जन से बचने के लिए, यह पर्याप्त नहीं है कि संग्रहीत ऊर्जा विस्थापित ऊर्जा की तुलना में कम कार्बन-गहन है। यह एक होना चाहिए बहुत कम कार्बन-गहन। हिटिंगर ने मुझे इस तरह से एक ईमेल में रखा: भंडारण क्षमता को 80 प्रतिशत मानते हुए, भंडारण को तोड़ने के लिए [कार्बन उत्सर्जन पर], चार्जिंग ऊर्जा का स्रोत उस चीज़ की तुलना में 20% क्लीनर (उत्सर्जन/मेगावाट) होना चाहिए। जब स्टोरेज डिस्चार्ज हो रहा हो (औसतन) तो आप विस्थापित हो रहे हैं। वह सिर्फ तोड़ने के लिए है।
उन शर्तों को पूरा किया जा सकता है - एनजीसीसी संयंत्र प्राकृतिक गैस पीकर संयंत्रों की तुलना में 20 प्रतिशत से अधिक स्वच्छ हैं, और कोयले की तुलना में 50 प्रतिशत क्लीनर के करीब हैं (इस पर निर्भर करता है कि आप मीथेन के लिए कैसे खाते हैं), और निश्चित रूप से, नवीकरणीय ऊर्जा 100 प्रतिशत क्लीनर है - लेकिन यह वर्तमान में अमेरिका में बहुत आम नहीं है।
(2017 तक अध्ययन आवासीय स्तर पर सौर पैनलों के साथ जोड़े गए भंडारण का एक ही परिणाम मिला: सभी चीजें समान हैं, आवासीय भंडारण शुद्ध ऊर्जा खपत और शुद्ध कार्बन उत्सर्जन को बढ़ाता है।)
सैद्धांतिक रूप से, ऊर्जा भंडारण के उत्सर्जन-बढ़ाने वाले प्रभावों में कमी आएगी क्योंकि ग्रिड को हरियाली मिलती है। लेकिन उन्हें काफी हरियाली लानी होगी। में एक अलग कागज , हिटिंगर और सहकर्मी बढ़ते नवीकरणीय ऊर्जा के साथ ग्रिड पर ऊर्जा भंडारण के उत्सर्जन प्रभावों का मॉडल बनाते हैं। वे पाते हैं कि मध्यमहाद्वीप आईएसओ (एमआईएसओ) में, कोयला-भारी मिडवेस्टर्न क्षेत्रीय ऊर्जा बाजार, पवन और सौर को भंडारण से पहले औसतन उत्सर्जन को कम करना शुरू करने से पहले कुल उत्पादन क्षमता का 18 प्रतिशत तक पहुंचना होगा। और वह आज की कम प्राकृतिक गैस की कीमतों के साथ है। अगर प्राकृतिक गैस की कीमतें बढ़ती हैं, तो इसमें और भी समय लगेगा।
(यहां ध्यान देने योग्य एक महत्वपूर्ण अपवाद है: जब और यदि यह अक्षय ऊर्जा को संग्रहीत करता है जो अन्यथा कम हो जाती, अर्थात, बर्बाद हो जाती है, तो ऊर्जा भंडारण स्पष्ट रूप से शुद्ध उत्सर्जन को कम करता है। यह आज अमेरिका में बहुत आम नहीं है, लेकिन यह अधिक सामान्य हो सकता है जैसे-जैसे अक्षय ऊर्जा बढ़ती है।)
नीति निर्माताओं के लिए संग्रहण परिनियोजित करने का सही तरीका
अभी, ऊर्जा भंडारण के लिए सार्वजनिक नीति समर्थन कुछ हद तक अंधाधुंध है, जैसे उपायों के माध्यम से कैलिफोर्निया का भंडारण आदेश या करने का हालिया निर्णय अक्षय-संलग्न भंडारण संघीय कर क्रेडिट के लिए पात्र . वे नीतियां समय या स्थान के संदर्भ के बिना भंडारण को प्रोत्साहित करती हैं।
कम से कम जैसे चीजें वर्तमान में खड़ी हैं, इसका उत्सर्जन पर गैर-तुच्छ प्रभाव पड़ रहा है। हिटिंगर और अज़ेवेदो का अनुमान है कि आज अमेरिका में भंडारण में स्थान और सीमांत ऊर्जा कीमतों के आधार पर वितरित ऊर्जा के प्रति मेगावाट 104 से 407 किलोग्राम कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन है। यह अमेरिकी प्राकृतिक गैस संयंत्रों के लिए लगभग 500 किग्रा/मेगावाट और अमेरिकी कोयला संयंत्रों के लिए 950 किग्रा/मेगावाट घंटे की तुलना में है।
आदर्श नहीं! क्या करें?
खुशी की बात है कि इंस्टिट्यूट फॉर पॉलिसी इंटिग्रिटी ने अभी इस विषय पर एक नया श्वेत पत्र जारी किया है: ऊर्जा भंडारण के भविष्य का प्रबंधन . इसमें अनुसंधान, हिटिंगर और अन्य शामिल हैं, यह दर्शाता है कि ऊर्जा भंडारण उत्सर्जन में वृद्धि कर सकता है और सुधार के लिए तीन लक्ष्यों पर चर्चा करता है। वे सभी एक तरह से या किसी अन्य, एक ऐसे बाजार के निर्माण के लिए तैयार हैं जो ऊर्जा भंडारण की विभिन्न विशेषताओं को कुशलतापूर्वक और सटीक रूप से महत्व देता है।
आउट टुडे: हमारी नई रिपोर्ट बताती है कि अगर उचित नीतियां नहीं बनाई गईं तो ऊर्जा भंडारण वास्तव में ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को कैसे बढ़ा सकता है https://t.co/spPElAbaB0
- नीति सत्यनिष्ठा (@PolicyIntegrity) 25 अप्रैल 2018
1 ) बाह्यताओं को आंतरिक करें
ऊर्जा भंडारण के मालिक जो अपने मुनाफे को अधिकतम करना चाहते हैं, वे जो भी ऊर्जा सबसे सस्ती है उसे स्टोर करेंगे और कार्बन उत्सर्जन के लिए कोई चिंता किए बिना जो सबसे महंगा है उसे विस्थापित करेंगे। ऐसा इसलिए है क्योंकि कार्बन उत्सर्जन से बचने का कोई मूल्य नहीं है - यानी कार्बन की कोई कीमत नहीं है।
एक अर्थव्यवस्था-व्यापी कार्बन मूल्य अच्छा होगा, हालांकि यह जल्द ही कभी भी संभव नहीं लगता है। अगला सबसे अच्छा क्षेत्रीय ऊर्जा बाजारों में किसी प्रकार की कार्बन कीमत पर काम करना होगा, जिसके लिए राज्य नियामकों, क्षेत्रीय बाजार प्रबंधकों और उपयोगिताओं के बीच समन्वय की आवश्यकता होगी।
तीसरा सबसे अच्छा राज्य ऊर्जा खरीद नीतियों में बेहतर लागत-लाभ विश्लेषण होगा, जो निर्माण और संचालन दोनों में कार्बन उत्सर्जन को ध्यान में रख सकता है।
और कई अन्य चौथे-सर्वश्रेष्ठ कीचड़ हैं, बाजारों में कार्बन पर वास्तविक मूल्य को कम करने के तरीके। आखिरकार, हालांकि, हमें एक बहुत ही कार्बन मूल्य की आवश्यकता है।
2 ) ऊर्जा भंडारण के लिए प्रवेश की बाधाओं को दूर करें
क्षेत्रीय ऊर्जा बाजारों को नियंत्रित करने वाले नियम और मुआवजा योजनाएं आम तौर पर ऊर्जा भंडारण की तुलना में विभिन्न विशेषताओं वाले संसाधनों के आसपास तैयार की गई थीं। भंडारण प्रदान करने में तकनीकी रूप से सक्षम सेवाएं प्रदान करने में सभी प्रकार की कृत्रिम बाधाएं हैं।
फेडरल एनर्जी रेगुलेटरी कमीशन (एफईआरसी) ने फरवरी में इस मोर्चे पर अपने नए के साथ एक बड़ा कदम आगे बढ़ाया भंडारण नियम , जो क्षेत्रीय ऊर्जा बाजारों का प्रबंधन करने वाले आईएसओ और आरटीओ से ऊर्जा बाजारों, क्षमता बाजारों और सहायक सेवाओं के बाजारों (वोल्टेज और आवृत्ति विनियमन जैसे सामान) में भंडारण भागीदारी की अनुमति देने के लिए अपने टैरिफ में सुधार करने के लिए कहता है।
भंडारण नियम के बारे में अभी भी बहुत सारे अनुत्तरित प्रश्न हैं और यह सुनिश्चित करने के लिए कि बाजार विविध प्रतिभागियों के लिए खुले हैं, बहुत से अन्य कार्य हैं, लेकिन एफईआरसी ने कम से कम चीजों को एक धमाके के साथ बंद कर दिया है।
उपभोक्ताओं और ग्रिड के लिए ऊर्जा भंडारण के कई लाभ हैं। हमारी नई रिपोर्ट बताती है कि स्मार्ट नीतियों के साथ उन्हें कैसे प्राप्त किया जा सकता है। https://t.co/spPElAbaB0 @nyulaw #जलवायु pic.twitter.com/9gk3fP0DyN
- नीति सत्यनिष्ठा (@PolicyIntegrity) अप्रैल 26, 2018
3 ) कई मूल्य धाराओं से लाभ के लिए ऊर्जा भंडारण को सक्षम करें
भंडारण आर्बिट्राज से ज्यादा कुछ कर सकता है। यह ग्रिड की भीड़ को दूर कर सकता है, क्षमता के रूप में काम कर सकता है और वितरण प्रणाली के उन्नयन की आवश्यकता से बचने में मदद कर सकता है। वास्तव में, भंडारण एक स्विस सेना चाकू का कुछ है - विशिष्ट रूप से ऊर्जा प्रौद्योगिकियों के बीच, यह एक साथ विभिन्न ग्राहकों के लिए विभिन्न पैमाने पर सेवाओं की एक श्रृंखला का प्रदर्शन कर सकता है।
एक जटिल कारक यह है कि भंडारण संभावित रूप से राज्यों द्वारा शासित खुदरा बिजली बाजारों और एफईआरसी द्वारा शासित थोक बिजली बाजारों में भाग ले सकता है। इसका मतलब है कि फेड और राज्यों को यह सुनिश्चित करने के लिए सहयोग करना होगा कि भंडारण को पर्याप्त रूप से मुआवजा दिया जाए, लेकिन किसी एक सेवा के लिए दोगुना मुआवजा नहीं दिया जाए।
स्मार्ट नेतृत्व के एक उदाहरण के रूप में, आईपीआई न्यूयॉर्क के मूल्य स्टैक दृष्टिकोण पर ध्यान केंद्रित करता है, जो भंडारण द्वारा प्रदान की गई मूल्य धाराओं को अलग करने का प्रयास करता है और प्रत्येक को अलग-अलग क्षतिपूर्ति करता है।
अलग-अलग दृष्टिकोण भंडारण को कई बाजारों में भाग लेने और कई अलग-अलग संस्थाओं से मुआवजा प्राप्त करने की अनुमति देता है, जहां मूल्य गिरता है। (न्यूयॉर्क की प्रणाली के बारे में अधिक जानकारी के लिए रिपोर्ट देखें, जो अपने आगामी दूसरे चरण में और अधिक परिशोधन से गुजरेगी, जिससे भंडारण लाभों के अधिक बारीक मुआवजे की अनुमति मिलेगी।)
अन्य ऊर्जा बाजारों को अभी लंबा रास्ता तय करना है, लेकिन कई राज्य वितरित ऊर्जा संसाधनों के मुआवजे के लिए संघर्ष कर रहे हैं और बहुत सारे प्रयोग चल रहे हैं, इसलिए करके सीखना पहले से ही हो रहा है।
4 ) बोनस नीति विचार
यह सूची केवल भंडारण नीति पर सतह को खरोंचती है।
में एक और कागज , हिटिंगर और अज़ेवेदो ने अक्षय ऊर्जा के बगल में स्थित भंडारण के पक्ष में संघीय निवेश कर क्रेडिट (आईटीसी) को संशोधित करने का सुझाव दिया है जो कम होने की संभावना है। यह दर्जनों छोटे-छोटे नीतिगत सुझावों में से एक है, उदाहरण के लिए, एनर्जी स्टोरेज एसोसिएशन की यह 2017 की रिपोर्ट , जो राज्य के नीति निर्माताओं के लिए विकल्पों का एक विस्तृत मेनू देता है। यह सभी देखें अंतरराज्यीय अक्षय ऊर्जा परिषद की यह 2017 की रिपोर्ट (आईआरईसी) या नेशनल गवर्नर्स एसोसिएशन की यह 2016 की रिपोर्ट (एनजीए)।
नीति निर्माताओं को ऊर्जा भंडारण के बारे में अधिक समझदार होने की आवश्यकता है
ऊर्जा भंडारण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है स्वच्छ ऊर्जा पहेली , लेकिन यह एक अयोग्य अच्छा नहीं है। आमतौर पर आज के रूप में तैनात - कुछ हद तक गंभीर रूप से, केवल ऊर्जा मध्यस्थता में लगे हुए हैं, उन बाजारों में जो कार्बन की कीमत नहीं रखते हैं - इसके परिणामस्वरूप कार्बन उत्सर्जन में वृद्धि होती है। दुनिया को उनकी और जरूरत नहीं है।
हिटिंगर ने मुझे फोन पर बताया, और मैं कमोबेश सहमत हूं, कि ऊर्जा भंडारण बाजारों को विकसित करने का सही तरीका अक्षय ऊर्जा से नरक को बाहर निकालना है और जरुरत भंडारण के लिए इसकी वृद्धि निर्धारित करते हैं। यह अभी भी पूरी तरह से संभव है कि, ट्रांसमिशन बिल्डआउट, स्मार्ट-ग्रिड सुधार और बाजार सुधारों के किसी भी मिश्रण के माध्यम से, हमें जितना हम सोचते हैं उससे कम भंडारण की आवश्यकता होगी। मार्केट पुल को यह निर्धारित करना चाहिए कि भंडारण कहां और कब तैनात किया गया है।
लेकिन इसका मतलब है कि बाजार को सही तरीके से प्राप्त करना - भंडारण के स्मार्ट उपयोग के लिए एक चीज जो हर कोई सहमत है वह महत्वपूर्ण है।
मैं सैद्धांतिक रूप से प्रौद्योगिकी-विशिष्ट सार्वजनिक नीतियों का विरोध नहीं कर रहा हूँ - इससे बहुत दूर! - लेकिन ऊर्जा भंडारण की तर्कसंगत तैनाती, मिश्रित और जटिल प्रभावों वाली एक तकनीक, ऐसा लगता है कि ठीक उसी तरह की समस्या बाजार हल करने में अच्छे हैं।
एक ऐसा बाजार स्थापित करें जो कार्बन, क्षमता, रैंपिंग, वोल्टेज विनियमन, और अन्य सभी सेवाओं के भंडारण को महत्व देता है, प्रवेश के लिए कम बाधाओं को कम करता है, पारदर्शी नियम स्थापित करता है, और लाभ चाहने वाली कंपनियों को इससे लड़ने देता है। वह बाजार नीति निर्माताओं के किसी भी समूह की तुलना में भंडारण की उचित मात्रा और स्थान का निर्धारण करने में बेहतर होगा।
