På grund av deras minskande kostnader, litiumjonbatterier dominerar nu en rad applikationer, inklusive elfordon, datorer och konsumentelektronik.

Du kanske bara tänker på energilagring när din bärbara dator eller mobiltelefon tar slut på juice, men verktyg kan ansluta större versioner till elnätet. Och tack vare snabbt sjunkande litiumjonbatteripriser, använda energilagring för att sträcka elproduktionskapaciteten.

Baserat på vår forskning om energilagringskostnader och prestanda i North Carolina, och vår analys av den potentiella roll som energilagring kan spela under de kommande åren, vi anser att verktyg bör förbereda inför tillkomsten av billiga nätbatterier och utveckla flexibla, långsiktiga planer som kommer att spara konsumenterna pengar.

Högsta efterfrågan är dyr

Mängden elförbrukare använder varierar beroende på tid på dagen och mellan vardagar och helger, såväl som säsongsbetonat och årligen när alla gör sin verksamhet.

Dessa variationer kan vara enorma.

Till exempel, tiderna när konsumenterna använder mest el i många regioner är nästan dubbelt så mycket som den genomsnittliga makt som de normalt förbrukar. Nätverk tillgodoser ofta högsta efterfrågan genom att bygga kraftverk som drivs med naturgas, på grund av deras lägre byggkostnader och förmåga att fungera när de behövs.

Dock, Det är dyrt och ineffektivt att bygga dessa kraftverk bara för att möta efterfrågan under dessa högtider. Det är som att köpa en stor skåpbil som du bara kommer att använda under de tre dagarna om året när din bror och hans tre barn besöker.

Nätet kräver strömförsörjning precis när det behövs, och användningen varierar avsevärt under hela dagen. När nätanslutna batterier hjälper till att leverera tillräckligt med el för att möta efterfrågan, verktyg behöver inte bygga så många kraftverk och överföringsledningar.

Med tanke på hur länge denna infrastruktur varar och hur snabbt batterikostnaderna sjunker, verktyg står nu inför nya långsiktiga planeringsutmaningar.

Billigare batterier

Ungefär hälften av den nya generationens kapacitet som byggts i USA årligen sedan 2014 kommer från solceller, vind eller andra förnybara källor. Naturgasanläggningar utgör mycket av resten men i framtiden att industrin kan behöva konkurrera med energilagring om marknadsandelar.

I praktiken, vi kan se hur takten i byggandet av naturgaseldade kraftverk kan sakta ner som svar på detta nya alternativ.

Än så länge, verktyg har bara installerat motsvarande ett eller två traditionella kraftverk i litiumjonbatteriprojekt i nätskala, allt sedan 2015. Men över Kalifornien, Texas, Mellanvästern och New England, dessa enheter gynnar det övergripande nätet genom att förbättra driften och överbrygga klyftor när konsumenterna behöver mer ström än vanligt.

Baserat på vår egen erfarenhet av att spåra litiumjonbatterikostnader, vi ser potentialen för att dessa batterier kan användas i en mycket större skala och störa energiverksamheten.

När vi fick cirka ett år att genomföra en studie om fördelarna och kostnaderna för energilagring i North Carolina, att hålla jämna steg med de tekniska framstegen och öka prisvärdheten var en kamp.

Beräknade batterikostnader förändrades så markant från början till slutet av vårt projekt att vi fann att vi rusade i slutet för att uppdatera vår analys.

När verktygen lätt kan dra nytta av dessa enorma batterier, de kommer inte att behöva så mycket ny kraftproduktionskapacitet för att möta toppbehovet.

Verktygsplanering

Redan innan batterier kunde användas för storskalig energilagring, det var svårt för företag att göra långsiktiga planer på grund av osäkerhet om vad som väntar i framtiden.

Till exempel, de flesta energisexperter förutsåg inte den dramatiska nedgången i naturgaspriserna på grund av spridningen av hydrauliska sprickor, eller fracking, började för ungefär ett decennium sedan-eller incitamentet att det skulle tillhandahålla verktyg för att fasa ut kolkraftverk.

Under de senaste åren har kostnaderna för solenergi och vindkraft har sjunkit mycket snabbare än väntat, också förskjuta kol - och i vissa fall naturgas - som energikälla för elproduktion.

Något vi lärde oss under vår lagringsstudie är illustrativt.

Vi fann att litiumjonbatterier till 2019 års priser var lite för dyra i North Carolina för att konkurrera med naturgashögtalaranläggningar - naturgasanläggningarna används ibland när elbehovet stiger. Dock, när vi modellerade beräknade 2030 batteripriser, energilagring visade sig vara det mer kostnadseffektiva alternativet.

Statlig, staten och till och med vissa lokala policyer är ett annat jokertecken. Till exempel, Demokratiska lagstiftare har beskrivit Green New Deal, en ambitiös plan som snabbt skulle kunna hantera klimatförändringar och inkomstskillnader samtidigt.

Och oavsett vad som händer i kongressen, allt oftare anfall av extremt väder som drabbar USA är också dyra för verktyg. Torka minskar vattenkraftproduktionen och värmeböljor gör att elanvändningen ökar.

Framtiden

Flera företag investerar redan i energilagring.

California -verktyget Pacific Gas &Electric, till exempel, fick tillstånd från tillsynsmyndigheter att bygga ett massivt 567,5 megawatt energilagringsbatterisystem nära San Francisco, även om verktygets konkurs kan komplicera projektet.

Hawaiian Electric Company söker godkännande för projekt som skulle etablera flera hundra megawatt energilagring över öarna. Och Arizona Public Service och Puerto Rico Electric Power Authority undersöker också lagringsalternativ.

Vi tror att dessa och andra beslut kommer att återklara i årtionden framöver. deras kunder kunde betala mer än de borde för att hålla lamporna under mitten av detta århundrade.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.