Som alla system av rörliga delar, den amerikanska elsektorn upprätthåller en känslig balans. Varje förändring i mångfalden av faktorer som utgör den – oavsett om teknik, politik, eller marknadsförändringar – har potential att styra dess framtida riktning.

För att bättre informera energisystemets intressenter om dessa orsak-och-verkan-relationer, NREL har släppt sin 2019 standardscenariorapport och datavisare. Uppdateras årligen sedan introduktionen 2015, Standard Scenarios-analysen ger ett konsekvent och lägligt inblick i möjliga utvecklingar av elsektorn fram till år 2050.

Bygga en framåtblickande databas

2019 års rapport innehåller 36 framtidsinriktade scenarier, sex av dem är unika för årets uppdaterade analys. Dessa scenarier fångar en rad möjliga framtida kraftsystem, med tanke på "standard" faktorer som påverkar kraftsystemets utveckling, inklusive teknikkostnader, bränslepriser, efterfrågetillväxt, och nuvarande politiska prognoser.

"Vi använder det här breda scenariot för att bättre förstå potentiella förändringar i kraftsektorn, " sa NREL Senioranalytiker Wesley Cole, huvudförfattare till studien. "Till exempel, I årets rapport tittade vi på hur variabla generatorer som vind och sol kan bidra till nättillförlitlighet under höga och låga förnybara energiförhållanden."

Vid sidan av rapporten, Standard Scenarios Results Viewer är ett interaktivt verktyg som tillåter användare att utföra sin egen oberoende analys samtidigt som de bygger på modelleringen och expertis som används för att skapa scenarierna. Användare kan jämföra hur olika teknologier – som biokraft, kärn, eller landbaserad vindkraft – bidra till den totala beräknade elproduktionen eller kapaciteten över tiden. De kan också ta fram statsspecifika data för att bedöma regionala trender.

Standardscenarioanalysen använder de senaste tekniska kostnads- och prestandadata från NREL:s årliga teknologibaslinje, samt två av NREL:s flaggskeppsverktyg för energimodellering:den nyligen offentligt släppta modellen ReEDS (Regional Energy Deployment System) och modellen för Distributed Generation Market Demand (dGen). ReEDS- och dGen-modellerna projicerar utvecklingen av energisektorn och distribuerad solcellsteknik (PV), respektive, använda standardscenarios definitioner för att specificera modellingångar. ReEDS-modellen tar ett systemomfattande, lägsta kostnadsstrategi när du fattar beslut, medan dGen använder ett kundcentrerat tillvägagångssätt.

Standardscenarier, Komplexa resultat

Med stöd av U.S. Department of Energy (DOE) Office of Energy Efficiency and Renewable Energy (EERE), Standard Scenarios-analysen utnyttjar nuvarande EERE-aktivitet för att bättre förstå de individuella – och samspelande – faktorer som påverkar elsektorn. Ansträngningen syftar till att skapa ett robust ramverk av teknisk kostnad och prestandadata – såväl som anmärkningsvärda observationer – som kan hjälpa till att informera intressenternas beslutsfattande angående den framtida riktningen för den amerikanska kraftsektorn.

Årets Standard Scenarios-rapport utforskar tre nyckelteman baserat på de modellerade scenarioresultaten, beskriver den framväxande amerikanska kraftsektorn i samband med de senaste trenderna och förväntade förändringarna:

Hur olika teknikintäkter förändras med den föränderliga produktionsmixen:Energiproducenter får intäkter från fyra primära kategorier av nättjänster:planering av reserver, driftsreserver, ger energi, och efterlevnad av statens policy. Intäkterna för dessa nättjänster varierar över tid och scenario, men övergripande trender visar ökade energi- och planeringsreservintäkter och minskade driftsreservintäkter. Sådana förändringar kan i sin tur påverka verkliga marknader och regleringar, men denna analys undersöker inte dessa marknadseffekter.

Hur resurstillräckligheten upprätthålls när variabel produktion ökar:Vid hög eller växande penetration av variabel förnybar energi (VRE) – inklusive befintliga värme- eller vattenkraftverk, såväl som framväxande lagringstekniker – icke-variabla teknologier fortsätter att till stor del uppfylla kraven på systemresurser, trots VRE-bidrag.

Hur dessa förändringar sker regionalt över hela USA:Förändringar i regionala generationsblandningar drivs av teknikkostnader, statens politik, och resurskvalitet. Medan stater kan anpassa sig till bredare nationella trender - som att flytta från kol till antingen naturgas, vind, eller solteknik – det finns fortfarande en meningsfull regional variation inom det nationella nätet.

"Genom att tillhandahålla insikter som dessa, vi strävar efter att förbättra robustheten och jämförbarheten hos det stora utbudet av elektriska sektoranalyser som sker i branschen, ", sa Cole. "Våra data hjälper till att påskynda dessa analyser samtidigt som vi upprättar baslinjer för relaterat arbete."

Studien hjälper i slutändan att illustrera hur ekonomiska och miljömässiga faktorer påverkar elsektorn. Med användbara observationer för akademiker, labbforskare, och politiker, resultaten från Standard Scenarios kan få stora intressenter att överväga och ta itu med nya energianalysfrågor.

Ovanstående observationer beskrivs i 2019 års standardscenariorapport, nu tillgänglig för nedladdning. För att utforska modellens resultat, få tillgång till det interaktiva verktyget Standard Scenarios Results Viewer.