الاشتراك في تحديثات الأخبار اليومية من CleanTechnica على البريد الإلكتروني. أو تابعنا على أخبار جوجل!

A 2015 دراسة وجد البروفيسوران إريك هيتينجر من معهد روتشستر للتكنولوجيا وإينيس أزيفيدو من جامعة كارنيجي ميلون أن البطاريات الأمريكية على نطاق الشبكة كانت، بشكل عام، أكثر احتمالًا زيادة بدلا من التناقص الانبعاثات في قطاع الطاقة ذلك بسبب بطاريات الشبكة يتم الشحن عندما تكون الطاقة رخيصة والتفريغ عندما تكون باهظة الثمن، ولكن أسعار الطاقة المرتفعة والمنخفضة لا ترتبط بالضرورة بانبعاثات الكربون المرتفعة والمنخفضة. يمكن أن تكون الطاقة الشمسية الزائدة في منتصف النهار رخيصة، ولكن كذلك يمكن أن تكون الطاقة المولدة بحرق الفحم في منتصف الليل عندما يكون الطلب منخفضا.

وهذه مشكلة بالنسبة لشركات مثل جوجل وأمازون التي قدمت التزامات مؤسسية لخفض كثافة الكربون في عملياتها. إنها أيضًا مشكلة بالنسبة للجهات التنظيمية المكلفة بتنفيذ السياسات الحكومية التي تتطلب تخفيضات في الانبعاثات المنسوبة إلى توليد الطاقة.

الإلكترونات هي محايدة للانبعاثات. إن الإلكترون الصادر من محطة توليد الفحم مطابق ولا يمكن تمييزه عن الإلكترون الناتج عن الألواح الشمسية أو توربينات الرياح. إذًا كيف يمكن معرفة ما إذا كانت الإلكترونات المخزنة حاليًا في أي بطارية على نطاق الشبكة خالية من الانبعاثات؟

EnergyTag هي منظمة غير ربحية مقرها المملكة المتحدة تعالج الحاجة إلى شهادة الكهرباء المخزنة. لقد صدر للتو الإصدار 2 من معيار نظام الشهادات التفصيلي. تجدر الإشارة إلى أن كلمة "مخطط" لها معنى مختلف إلى حد ما في المملكة المتحدة عما هي عليه في الولايات المتحدة. على الجانب الغربي من المحيط الأطلسي، الكلمة تحقير. إنه يشير إلى وجود مكر معين أو نية للخداع. وعلى الجانب الشرقي من المحيط الأطلسي، لا يحمل مثل هذه الدلالات الشريرة. وأقرب مرادف لها هو الكلمة البسيطة "الخطة".

في مقدمة الإصدار 2، تقول EnergyTag، "الشهادة التفصيلية المتوافقة مع EnergyTag هي شهادة تتعلق بخصائص الطاقة المنتجة خلال فترة ساعة واحدة أو أقل، ويتم إصدارها وفقًا لمتطلبات وقواعد تشغيل شهادة EnergyTag الحبيبية معيار المخطط. يحدد هذا المعيار المتطلبات التي يجب استيفاؤها من أجل إنشاء نظام شهادات تفصيلية متوافق مع EnergyTag."

ما مدى خضرة الإلكترون الخاص بي؟

بما أن الإلكترون هو إلكترون، ولا يمكن تمييز إلكترون واحد عن إلكترون آخر، فكيف يمكن التأكد من أن بعضها أخضر والبعض الآخر ليس كذلك؟ يبدو أن الوقت هو الجواب. ما تفعله شركة EnergyTag، بعد تجريدها من أساسياتها، هو تسجيل وقت وصول الإلكترونات إلى بطارية على نطاق الشبكة ومطابقة تلك المعلومات مع المصدر السائد للكهرباء داخل الشبكة التي تخدمها البطارية على نطاق الشبكة في ذلك الوقت. إذا كانت الطاقة القادمة خضراء، إذن بحكم طبيعة الحال الطاقة التي تنبعث لاحقًا ستكون خضراء أيضًا.

لا شك أن هذا التفسير ناقص من عدة جوانب، لكنه أقرب ما يمكن أن يقدمه أي شخص كاتب وليس مهندسًا. كناري ميديا لقد بحثت بشكل أعمق في هذا الموضوع مؤخرًا مع جيمس آلان، المدير الأول في Quinbrook Infrastructure Partners. عليه موقع الكترونييقول كوينبروك إنها "يقودها ويديرها فريق كبير من المتخصصين في صناعة الطاقة الذين استثمروا بشكل جماعي أكثر من 8.2 مليار دولار في أصول البنية التحتية للطاقة منذ أوائل التسعينيات، وهو ما يمثل أكثر من 1990 جيجاوات من قدرة إمدادات الطاقة. يقدم فريقنا منظورًا صناعيًا للاستثمار في البنية التحتية منخفضة الكربون ومصادر الطاقة المتجددة.

أكملت Quinbrook للتو برنامج اختبار باستخدام برنامج EnergyTag الإصدار 2 في مشروع بطاريات Byrd Ranch في سويني، تكساس، على بعد حوالي 60 ميلاً جنوب هيوستن. تعمل البطارية بقدرة 50 ميجاوات، المملوكة لشركة Glidepath المطورة، على شحن وتفريغ الطاقة بشكل نشط إلى شبكة تكساس استجابةً لإشارات من مشغل سوق الطاقة ERCOT. إن مثل هذا الاختبار ضروري "لتقديم رؤى موثوقة حول المكان الذي يحصل فيه (مستهلكو الطاقة) على قوتهم". ويرتكز كل ذلك على القدرة على تتبع كل هذه الأشياء وفقًا لمعايير مقبولة وذات مصداقية.

التكنولوجيا المستخدمة لتنفيذ معيار EnergyTag تأتي من Quintrace، وهي منصة داخلية أطلقتها Quinbrook العام الماضي لمنح العملاء "رؤية في الوقت الحقيقي لبصمتهم الكربونية كل ساعة". تعد Quintrace واحدة من عدد من منصات التكنولوجيا التي تعمل الآن بشكل فعال على تتبع انبعاثات الكربون من الطاقة المتدفقة من المولدات إلى المستخدمين النهائيين عبر الشبكات في الولايات المتحدة وأوروبا مع تزايد الطلب على تتبع الانبعاثات الحبيبية. وقال آلان: "لقد أثبتنا أنه يمكنك تتبع الطاقة من خلال البطارية على أساس كل ساعة، وهو ما أثبت أن هذا ممكن الآن".

برنامج تتبع الانبعاثات للبطاريات على نطاق الشبكة

لكي نكون واضحين، لم تكن مزرعة بيرد تستخدم دائمًا الطاقة النظيفة في اختبارها. بدلاً من ذلك، قام البرنامج بتتبع جزء معين من طاقته القادمة من الشبكة كما لو تم إرسالها مباشرة إلى البطارية من مزرعة افتراضية للطاقة الشمسية مع نمط توليد نموذجي لمشروع الطاقة الشمسية على مدار اليوم "لمحاكاة شرائح الطاقة المتجددة داخل يقول كوينبروك: "البطارية".

تم خلط هذه الطاقة مع طاقة الشبكة اليومية التي تحتوي على مقاييس كثافة انبعاثات الكربون ساعة بساعة المقدمة من ERCOT. افترض كوينبروك أن البطارية تستخدم الطاقة الشمسية للشحن كلما كانت متاحة من يوم لآخر ومن ساعة إلى ساعة، واستخدمت "شرائح" من طاقة الشبكة لبقية شحنها.

يعد تتبع الطاقة النظيفة الداخلة والخارجة من البطارية أمرًا معقدًا. تتمثل الحيلة الأولى في تحديد طريقة مقبولة بشكل عام للتمييز بين "شرائح" الطاقة النظيفة والقذرة. كما أن الوقت الذي يتم فيه شحن البطاريات وتفريغها يزيد الأمور تعقيدًا.

قد يتم شحن بعض البطاريات لمدة تصل إلى أيام قبل أن يتم استدعاؤها للتفريغ. قد يتم شحن وتفريغ البطاريات الأخرى عدة مرات في الساعة. وينطبق هذا الوضع الأخير من العمليات على بطارية Byrd Ranch، التي توفر في المقام الأول خدمات سريعة الاستجابة لـ ERCOT والتي يمكن استدعاؤها كل 4 ثوانٍ وقياسها للدفع بزيادات مدتها 15 دقيقة.

وقال آلان إنه في هذه الحالات، "تقفز البطاريات كثيرًا خلال ساعة". إن إثبات مدى نظافة كل زيادات من تفريغ الطاقة، استنادًا إلى سجلات الشحن التي ربما جاءت قبل دقائق، يعد "مشكلة غير تافهة". ربما تكون كلمة "غير بديهية" بخس.

تواجه البطاريات أيضًا تحديًا آخر، وهو خسائر "الكفاءة ذهابًا وإيابًا". حتى بطاريات الليثيوم أيون الأكثر كفاءة تفقد حوالي 10% من الطاقة الواردة إليها مقارنة بالطاقة التي يمكنها تفريغها. تأتي هذه الخسائر بشكل أساسي من الطاقة المشتتة في عملية تحويل التيار المتردد للشبكة إلى تيار مباشر والعودة مرة أخرى عندما يتم تفريغ البطارية لإرسال الطاقة مرة أخرى إلى الشبكة. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام بعض الطاقة لتشغيل أنظمة تحويل الطاقة والتحكم الخاصة بالبطارية نفسها. كما يتم تفريغ البطاريات ببطء عندما تكون في حالة سكون، وهو شكل من أشكال الفقد يسمى "التفريغ الذاتي". يجب على أي نظام يتتبع الطاقة النظيفة مقابل الطاقة المتسخة الداخلة إلى البطارية أن يأخذ هذه الخسائر في الاعتبار، كما هو موضح في هذا الرسم.

التقديرات والدقة

لكن الخسائر في أي خاص نظام البطارية "هي تقديرات في معظم الحالات. قال آلان: "إنها ليست أرقامًا صعبة". اليوم، يتم حساب هذه الأرقام بناءً على قياس مقدار الطاقة الداخلة والخارجة من البطارية ودمجها مع قياس "حالة الشحن". لكن قياسات حالة الشحن هذه غير دقيقة بشكل كبير ويمكن أن تكون عرضة لـ "أخطاء بسبب تقلبات درجات الحرارة، وثبات الجهد عبر حالة الشحن، ومعايرة أجهزة الاستشعار، وغيرها من مشكلات قياس البيانات"، كما يقول كوينبروك.

يعد العثور على طرق لقياس وتتبع هذه التحولات غير المؤكدة في البيانات المقاسة من ساعة إلى ساعة أمرًا حيويًا لأي نظام يهدف إلى قياس كثافة انبعاثات البطارية بدقة. قال آلان إنه بدون وجود طريقة ما لاكتشاف القياسات الخاطئة، "اعتمادًا على كيفية تنفيذ ذلك خلال العملية المحاسبية، يمكن أن يكون لديك أخطاء مضاعفة ويمكنك الحصول على نتيجة سخيفة بشكل متزايد".

احصل على بضعة دولارات شهريًا المساعدة في دعم التغطية المستقلة للتكنولوجيا النظيفة التي تساعد على تسريع ثورة التكنولوجيا النظيفة!

تتحقق علامة EnergyTag من انبعاثات البطارية على نطاق الشبكة

الهدف الأساسي لمعايير EnergyTag هو منح منتجي الطاقة والمشترين ومشغلي البطاريات فهمًا واضحًا لكيفية حساب المتغيرات المرتبطة بمعاملة البطاريات باعتبارها "خزانًا" للطاقة "المتحولة زمنيًا"، كاترين فيرويمب ، رئيس لجنة التدقيق في EnergyTag، عند تقديم أحدث معايير المجموعة.

وقالت إن أي نظام يطلب من مشتري الطاقة المصادقة على كثافة انبعاثات الكهرباء الخاصة بهم يحتاج إلى "الحصول على وضوح بشأن تسجيل كل هذه السمات، وكذلك تتبع أو تتبع الخسائر" في البطاريات. يقدم معيار الإصدار 2 الذي تم إصداره مؤخرًا من EnergyTag "تفاصيل أكثر بكثير مما تم إدخاله في الإصدار الأول، ولكن هناك المزيد من الاختبارات الجارية في ظروف العالم الحقيقي." هذا الاختبار هو بالضبط ما تفعله شركة Quinbrook Infrastructure Partners.

كانت كاليفورنيا واحدة من أولى الولايات القضائية التي أصدرت لوائح تهدف إلى ضمان تشغيل البطاريات على نطاق الشبكة، الممولة من خلال برنامج حوافز حكومي بمليارات الدولارات، بطرق تؤدي إلى انخفاض عام في انبعاثات الشبكة. لكن هذا البرنامج لم يتضمن معايير لتتبع الشحن والتفريغ بشكل وثيق كما هو الحال مع معيار EnergyTag.

أضافت Google وMicrosoft الطلب على طريقة لإدراج البطاريات في أهدافهما الخاصة بشراء الطاقة الخالية من الكربون لتزويد مراكز البيانات الخاصة بهما بالطاقة الخالية من الكربون على مدار الساعة بحلول عام 2030. وهذا بدوره دفع Quinbrook إلى بدء العمل على تقنية Quintrace الخاصة بها. وقال آلان: "كجزء من استراتيجية مركز البيانات الخضراء لدينا".

وأضاف أنه في السنوات القليلة الماضية، أضيفت التفويضات الحكومية إلى هذه الضغوط الشركاتية - ولا سيما متطلبات الأهلية الصارمة لدعم الهيدروجين الأخضر في الولايات المتحدة والاتحاد الأوروبي. ستحتاج البطاريات إلى معايير مثل EnergyTag لتلعب دورًا في توفير بعض الطاقة النظيفة التي ستحتاجها المحللات الكهربائية للوفاء بقواعد المطابقة الصارمة لكل ساعة بموجب نظام الائتمان الضريبي للهيدروجين 45 فولت الذي اقترحته إدارة بايدن وقواعد الطاقة النظيفة المماثلة لمنتجي الهيدروجين في أوروبا. اتحاد.

ويتوقع آلان أن تتبنى المزيد والمزيد من الصناعات والحكومات أنظمة مطابقة الطاقة النظيفة كل ساعة مع دعم الطاقة المتجددة بطاريات الشبكة تشكل غالبية الكهرباء على الشبكات في الولايات المتحدة وأوروبا ودول أخرى. وذلك عندما يصبح وجود المعايير والقياسات التي تسمح لمشغلي البطاريات على نطاق الشبكة بتوقيع العقود والوفاء بتفويضات توفير طاقة خالية من الكربون عند الطلب أكثر ضرورة وقيمة.

وقال آلان: "إننا نحل المشكلات الصعبة لمراكز البيانات الخضراء، وهذا ينطبق أيضًا على السلع الخضراء". "إذا كنت تصنع الهيدروجين الأخضر - أو الفولاذ الأخضر، أو المواد الكيميائية الخضراء - فيجب أن تكون قادرًا على دعم مؤهلاتك الخضراء."

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://cleantechnica.com/2024/03/19/energytag-quinbrook-track-carbon-intensity-of-electricity-stored-in-grid-scale-batteries/