MIT: Mempercepat penyebaran berbagai teknologi penyimpanan energi

Studi MIT berlangsung lebih dari tiga tahun dan menganalisis penggunaan berbagai teknologi penyimpanan energi (elektrokimia, termal, kimia, dan mekanik) untuk menyimpan tenaga angin dan surya untuk mendekarbonisasi jaringan pada tahun 2050.

Mengaktifkan jaringan listrik ramah iklim di A.S. akan membutuhkan perubahan alat perencanaan dan operasional untuk mencerminkan sistem transisi yang diperlukan untuk memerangi perubahan iklim, demikian ungkap laporan itu. Ini juga menyerukan peningkatan biaya tetap untuk membuat penyimpanan energi layak secara finansial.

Selain itu, laporan tersebut merekomendasikan untuk merevisi praktik pemerintah federal saat ini dalam memberikan kekayaan intelektual kepada mitra sektor swasta yang berbagi biaya proyek demonstrasi teknologi. Investasi publik dalam demonstrasi teknologi dan kegiatan penyebaran awal adalah untuk menyebarkan pengetahuan, demikian ungkap laporan itu.

Di masa lalu, DOE telah "meregangkan" pendanaan federal dengan bersikeras bahwa mitra sektor swasta berbagi biaya proyek. Karena mitra swasta sering dianugerahi kekayaan intelektual sebagai imbalannya, praktik ini merusak tujuan mendasar dari proyek demonstrasi teknologi yang didukung publik, yaitu untuk menyebarkan informasi di antara semua pelaku industri, sehingga menciptakan kondisi untuk persaingan yang efektif. Proyek demonstrasi federal harus mencakup persyaratan eksplisit untuk berbagi informasi dengan entitas AS lainnya yang belum menjadi mitra, bahkan jika ini memerlukan kontribusi federal yang lebih besar.

Output surya dan angin berlebih dapat disimpan dan memberi daya pada jaringan selama masa permintaan tinggi, "dengan cara yang hemat biaya untuk menjaga keandalan - yang pada gilirannya dapat mendukung elektrifikasi banyak kegiatan penggunaan akhir di luar sektor listrik," kata Direktur Teknik Kimia MITEI Profesor Robert Armstrong mengatakan ketika laporan itu dirilis.

Dengan asumsi biaya teknologi angin dan matahari terus turun, model studi ini "mengidentifikasi jalur hemat biaya untuk mendekarbonisasi sistem tenaga listrik -- mengurangi emisi sebesar 97%-99% dibandingkan dengan tingkat tahun 2005 di AS," studi tersebut menyimpulkan. "Dekarbonisasi yang efektif akan membutuhkan investasi besar dalam berbagai teknologi penyimpanan energi serta dalam transmisi, pembangkit bersih, dan fleksibilitas permintaan," tambahnya.

"Sangat membantu untuk memahami di mana dan bagaimana teknologi penyimpanan energi perlu berkembang dan untuk memahami berbagai trade-off antara energi atau biaya kapasitas, efisiensi dan durasi pulang pergi, dll.," kata Jin Noh, direktur kebijakan California Energy Storage Alliance, dalam laporan tersebut. Ia menambahkan, hal itu dapat memandu kebijakan pengembangan dan komersialisasi berbagai teknologi penyimpanan energi baru.

Penyimpanan grid dominan saat ini disediakan oleh baterai lithium-ion, yang biasanya memiliki output maksimum 4 jam, sementara penyimpanan yang menyediakan lebih banyak jam waktu pasokan diperlukan untuk memenuhi kebutuhan jaringan yang berbeda, termasuk cuaca dan kebutuhan terkait musiman. Departemen Energi saat ini sedang mengembangkan tujuan penelitian untuk membantu mengurangi biaya penyimpanan energi lebih dari 10 jam. Baru-baru ini menyetujui $505 juta untuk memajukan penyimpanan multi-jam yang dikombinasikan dengan energi terbarukan.

Laporan MIT menyerukan dukungan yang lebih besar untuk durasi yang lebih lama, terutama teknologi penyimpanan elektrokimia menggunakan bahan tanah yang tersedia secara luas, termasuk yang berasal dari baterai penggunaan sekunder dan daur ulang.

Tanpa dukungan investasi swasta yang substansial seperti baterai lithium-ion, lebih banyak bantuan keuangan pemerintah diperlukan untuk mendukung setidaknya 12 jam output, kata laporan itu. Pembiayaan swasta untuk baterai hemat energi dan berbiaya rendah ini di kendaraan listrik "secara signifikan meningkatkan prospek penyimpanan sistem tenaga jangka pendek," catat laporan itu.

Tantangan lain, kata laporan itu, adalah bahwa penyimpanan energi jangka panjang akan bernilai kecil ketika produksi angin dan matahari menurun. Jadi, karena karakteristik dan nilai energi intermiten sangat berbeda, MIT juga menyerukan biaya tetap yang lebih tinggi untuk memastikan teknologi penyimpanan menguntungkan.

"Model kami menunjukkan bahwa, selama berjam-jam, biaya energi sistem marjinal untuk sistem dekarbonisasi yang didominasi oleh tenaga angin dan surya akan menjadi nol atau rendah," kata Howard Gruenspeccht, ekonom energi senior di MIT, dengan penggunaan Dibandingkan dengan pembangkit yang dapat dikirim dari bahan bakar fosil, karena "sistem dekarbonisasi masa depan kemungkinan memiliki biaya modal yang tinggi dan biaya variabel yang sangat rendah, biaya tetap harus memainkan peran yang lebih besar dalam pemulihan biaya daripada yang mereka lakukan sekarang," tambahnya. Ini termasuk mengenakan biaya berdasarkan tingkat pendapatan konsumen untuk "mengatasi masalah ekuitas dan efisiensi".