การจัดเก็บพลังงานระดับกริด: เทคโนโลยีแบตเตอรี่ทำให้การจัดเก็บพลังงานแบบกริดมีชีวิตชีวา

• เขียนโดย:
• ชื่อผู้เขียน

  มองการณ์ไกลควอนตัมรัน
• May 13, 2024

สรุปข้อมูลเชิงลึก

การจัดเก็บพลังงานระดับกริดกำลังเปลี่ยนวิธีที่เราใช้พลังงานหมุนเวียน ทำให้สามารถกักเก็บพลังงานจากแหล่งต่างๆ เช่น ลมและแสงอาทิตย์ได้เมื่อจำเป็นที่สุด ด้วยการใช้เทคโนโลยีแบตเตอรี่ขั้นสูง วิธีการนี้จึงให้แหล่งพลังงานที่เชื่อถือได้มากกว่าพลังงานหมุนเวียน เทคโนโลยีเหล่านี้ทำให้พลังงานหมุนเวียนมีความน่าเชื่อถือและเข้าถึงได้มากขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปแบบการใช้พลังงาน การกำหนดนโยบาย และการลงทุนในตลาด

บริบทการจัดเก็บพลังงานระดับกริด

การจัดเก็บพลังงานระดับกริดสามารถกักเก็บไฟฟ้าที่สร้างจากแหล่งพลังงานหมุนเวียนในช่วงเวลาที่มีการผลิตสูงสุด และส่งกลับไปยังโครงข่ายไฟฟ้าเมื่อมีความต้องการสูงหรือการผลิตต่ำ ประมาณร้อยละ 12 ของการผลิตไฟฟ้าในระดับสาธารณูปโภคของสหรัฐฯ มาจากลมและแสงอาทิตย์ (ตามข้อมูลของสำนักงานพลังงานระหว่างประเทศ) ซึ่งเกิดขึ้นเป็นระยะๆ เนื่องจากสภาพอากาศที่เปลี่ยนแปลง โซลูชันการจัดเก็บพลังงานมีความสำคัญในการเพิ่มความน่าเชื่อถือของแหล่งพลังงานหมุนเวียนเหล่านี้ และการมีส่วนร่วมในการลดคาร์บอนของโครงข่ายไฟฟ้า แม้ว่าตัวเลือกที่คุ้มค่าตามขนาดจะยังหาได้ยากก็ตาม

ความก้าวหน้าที่โดดเด่นประการหนึ่งคือการพัฒนาแบตเตอรี่รีดอกซ์ไหลโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ด ซึ่งใช้อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ที่เป็นน้ำ นวัตกรรมนี้ใช้สารประกอบควิโนนหรือไฮโดรควิโนนในอิเล็กโทรไลต์ ซึ่งให้ประโยชน์ในด้านต้นทุน ความปลอดภัย ความเสถียร และความหนาแน่นของพลังงาน Quino Energy ซึ่งเป็นสตาร์ทอัพที่ก่อตั้งขึ้นเพื่อจำหน่ายเทคโนโลยีนี้ ได้รับความสนใจจากคำมั่นสัญญาที่จะจัดการกับแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่กระจัดกระจายอย่างมีประสิทธิภาพ แบตเตอรี่โฟลว์นี้ตั้งเป้าไว้ที่ระยะเวลาคายประจุที่ 5 ถึง 20 ชั่วโมง ทำให้เป็นทางเลือกที่แข่งขันได้เมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีระยะเวลาสั้นกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานจัดเก็บข้อมูลแบบอยู่กับที่ในระดับกริด

การพัฒนาและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานระดับกริดยังได้รับการตอกย้ำอีกโดยการสนับสนุนจากกระทรวงพลังงานของสหรัฐอเมริกา ซึ่งมอบเงินรางวัลให้กับ Quino Energy มูลค่า 4.58 ล้านดอลลาร์สหรัฐ เพื่อช่วยในการพัฒนากระบวนการสังเคราะห์ที่ปรับขนาดได้และคุ้มต้นทุนสำหรับสารตั้งต้นของสารตั้งต้นในแบตเตอรี่ เงินทุนนี้เน้นย้ำถึงความคิดริเริ่มที่กว้างขึ้นในการลดต้นทุนการจัดเก็บพลังงานระดับกริดระยะยาว 90% ภายในทศวรรษ เมื่อเทียบกับเทคโนโลยีลิเธียมไอออน แนวทางของ Quino Energy สามารถขจัดความจำเป็นในการใช้โรงงานเคมีแบบดั้งเดิมได้ โดยปล่อยให้โฟลแบตเตอรี่สังเคราะห์สารตั้งต้นได้

ผลกระทบก่อกวน

ด้วยระบบกักเก็บพลังงานที่รับประกันการจ่ายไฟฟ้าจากแหล่งหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง ผู้บริโภคอาจเห็นว่าต้นทุนพลังงานลดลงเมื่อเวลาผ่านไป เนื่องจากการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลราคาแพงลดน้อยลง การเปลี่ยนแปลงนี้ยังสนับสนุนการนำเทคโนโลยีสมาร์ทโฮมมาใช้ให้เกิดประโยชน์สูงสุดในการใช้พลังงาน ลดค่าไฟในครัวเรือน และเพิ่มความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ ความน่าเชื่อถือของพลังงานหมุนเวียนอาจนำไปสู่โอกาสในการทำงานใหม่ในภาคเทคโนโลยีสีเขียวและการจัดการพลังงาน เนื่องจากความต้องการความเชี่ยวชาญในด้านเหล่านี้เพิ่มขึ้น

สำหรับบริษัทต่างๆ การเปลี่ยนผ่านไปสู่พลังงานหมุนเวียนที่เสริมด้วยโซลูชันการจัดเก็บระดับกริด นำเสนอโอกาสสองประการในการประหยัดต้นทุนและความรับผิดชอบขององค์กร ธุรกิจที่ดำเนินการไมโครกริดของตนเองอาจต้องพึ่งพาโครงข่ายไฟฟ้าแบบเดิมน้อยลง ซึ่งส่งผลให้ต้นทุนการดำเนินงานลดลงและมีความเป็นอิสระด้านพลังงานเพิ่มมากขึ้น แนวโน้มนี้อาจส่งผลให้บริษัทต่างๆ คิดใหม่เกี่ยวกับห่วงโซ่อุปทานของตน โดยให้ความสำคัญกับความยั่งยืนและความสามารถในการฟื้นตัวจากการหยุดชะงักที่เกิดจากสภาพภูมิอากาศ นอกจากนี้ บริษัทที่ลงทุนในเทคโนโลยีพลังงานหมุนเวียนอาจเพิ่มชื่อเสียงของแบรนด์ โดยดึงดูดลูกค้าและนักลงทุนที่ให้ความสำคัญกับการดูแลสิ่งแวดล้อม

การนำเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานระดับกริดมาใช้อาจต้องมีการปรับปรุงนโยบายพลังงานในท้องถิ่นและระหว่างประเทศเพื่อสนับสนุนการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนเข้ากับโครงข่ายระดับชาติ รัฐบาลอาจเสนอสิ่งจูงใจสำหรับการวิจัยและพัฒนาการจัดเก็บพลังงาน ส่งเสริมนวัตกรรม และลดต้นทุน สุดท้ายนี้ ความน่าเชื่อถือและประสิทธิภาพของระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียนอาจนำไปสู่ความเป็นอิสระด้านพลังงานสำหรับหลายประเทศ ลดความจำเป็นในการนำเข้าพลังงาน และเพิ่มความมั่นคงของชาติ

ผลกระทบของการจัดเก็บพลังงานระดับกริด

ผลกระทบที่กว้างขึ้นของการจัดเก็บพลังงานระดับกริดอาจรวมถึง: 

• ลดต้นทุนการดำเนินงานด้านสาธารณูปโภคเนื่องจากการพึ่งพาโรงไฟฟ้าพีคเกอร์ลดลง ส่งผลให้อัตราค่าไฟฟ้าสำหรับผู้บริโภคลดลง
• เพิ่มการลงทุนในโครงการพลังงานหมุนเวียน เนื่องจากพื้นที่จัดเก็บระดับกริดให้การสำรองข้อมูลที่เชื่อถือได้ และดึงดูดเงินทุนจากภาครัฐและเอกชนได้มากขึ้น
• เพิ่มความยืดหยุ่นของโครงข่ายไฟฟ้าต่อภัยพิบัติทางธรรมชาติและผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ ลดปัญหาไฟฟ้าดับ และปรับปรุงการตอบสนองในกรณีฉุกเฉิน
• การเพิ่มศักยภาพของผู้บริโภคผ่านการผลิตพลังงานแบบกระจายอำนาจ ช่วยให้บุคคลสามารถขายพลังงานส่วนเกินกลับคืนสู่โครงข่ายไฟฟ้า และลดค่าใช้จ่ายด้านสาธารณูปโภค
• รัฐบาลแก้ไขนโยบายพลังงานเพื่อรวมความสามารถในการจัดเก็บ นำไปสู่เป้าหมายด้านพลังงานหมุนเวียนที่เข้มงวดยิ่งขึ้น และสิ่งจูงใจสำหรับเทคโนโลยีสะอาด
• เร่งการเลิกใช้โรงไฟฟ้าถ่านหินและก๊าซ ลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก และมีส่วนร่วมในความพยายามระดับโลกในการต่อสู้กับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
• ศักยภาพของความผันผวนของราคาพลังงานเนื่องจากตลาดปรับตัวเข้ากับการบูรณาการแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่เพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลต่อการเปลี่ยนแปลงของการค้าพลังงานทั่วโลก
• ความแตกต่างระหว่างการพัฒนาเมืองและชนบทเนื่องจากโครงการจัดเก็บข้อมูลขนาดกริดสนับสนุนสถานที่ที่มีพื้นที่และทรัพยากรหมุนเวียนมากขึ้น ซึ่งจำเป็นต้องมีการแทรกแซงทางนโยบายเพื่อให้มั่นใจว่าสามารถเข้าถึงพลังงานสะอาดได้อย่างเท่าเทียมกัน

คำถามที่ต้องพิจารณา

• ชีวิตประจำวันของคุณจะเปลี่ยนไปอย่างไรด้วยพลังงานหมุนเวียนที่ราคาไม่แพงและเชื่อถือได้มากขึ้น?
• รัฐบาลท้องถิ่นจะอำนวยความสะดวกในการใช้ระบบกักเก็บพลังงานหมุนเวียนเพื่อให้มั่นใจว่าทุกชุมชนเข้าถึงได้อย่างเท่าเทียมกันได้อย่างไร