Anmäl dig för dagliga nyhetsuppdateringar från CleanTechnica på e-post. Eller följ oss på Google Nyheter!

A 2015 studera av professorerna Eric Hittinger vid Rochester Institute of Technology och Inês Azevedo vid Carnegie Mellon University fann att batterier i nätskala i USA totalt sett var mer sannolika ökar snarare än minskar utsläpp inom energisektorn. Det är för att nät-skala batterier ladda när ström är billig och urladdning när det är dyrt, men höga och låga energipriser korrelerar inte nödvändigtvis med höga och låga koldioxidutsläpp. Överskott av solenergi vid middagstid kan vara billigt, men det kan också kolkraft som genereras mitt i natten när efterfrågan är låg.

Det är ett problem för företag som Google och Amazon som har gjort företagsåtaganden att sänka koldioxidintensiteten i sin verksamhet. Det är också ett problem för tillsynsmyndigheter som är ansvariga för att genomföra regeringens politik som kräver minskningar av utsläppen hänförliga till elproduktion.

Elektroner är emissions-agnostiska. En elektron från en kolgeneratorstation är identisk med och kan inte skiljas från en elektron som skapas av en solpanel eller vindturbin. Så hur är det möjligt att veta om de elektroner som för närvarande lagras i ett givet batteri i nätskala är emissionsfria?

EnergyTag är en brittisk ideell organisation som tar itu med behovet av certifiering av lagrad el. Den har precis släppts Version 2 av dess Granular Certificate Scheme Standard. Det bör påpekas att ordet "schema" har en ganska annan betydelse i Storbritannien än det har i USA. På den västra sidan av Atlanten är ordet nedsättande. Det innebär en viss ludighet eller avsikt att lura. På den östra sidan av Atlanten bär den inte så olycksbådande konnotationer. Dess närmaste synonym är det enkla ordet "plan".

I introduktionen till version 2 säger EnergyTag: "Ett granulärt certifikat som är kompatibelt med EnergyTag är ett certifikat som hänför sig till egenskaperna hos energi som produceras under en period av en timme eller mindre, utfärdat i enlighet med kraven och reglerna för driften av EnergyTag granulära certifikat schema standard. Denna standard anger de krav som måste uppfyllas för att skapa ett EnergyTag-kompatibelt granulärt certifikatsystem."

Hur grön är min elektron?

Eftersom en elektron är en elektron och en elektron inte går att skilja från en annan elektron, hur är det möjligt att intyga att vissa är gröna och andra inte? Tid verkar vara svaret. Vad EnergyTag gör, avskalat till dess väsentligheter, är att registrera när elektroner anländer till ett batteri i nätskala och matchar den informationen med vad den dominerande källan till elektricitet är inom nätverket som batteriet i nätskala betjänar vid den tiden. Om energin som kommer in är grön, då ipso facto energin som går ut senare blir också grön.

Den förklaringen är utan tvekan bristfällig i flera avseenden, men den är så nära som någon som är författare snarare än ingenjör kan göra den. Kanarieöarna grävde djupare in i detta ämne nyligen med James Allan, senior director på Quinbrook Infrastructure Partners. På dess webbplats, säger Quinbrook att det "leds och förvaltas av ett seniort team av kraftindustriproffs som tillsammans har investerat över 8.2 miljarder dollar i tillgångar i energiinfrastruktur sedan början av 1990-talet, vilket representerar över 19.5 GW strömförsörjningskapacitet. Vårt team ger ett industriellt perspektiv till investeringar i infrastruktur med låga koldioxidutsläpp och förnybar energi."

Quinbrook har precis avslutat ett testprogram med programvaran EnergyTag Version 2 vid batteriprojektet Byrd Ranch i Sweeny, Texas, cirka 60 mil söder om Houston. Batteriet på 50 MW, som ägs av utvecklaren Glidepath, laddar och laddar aktivt ström till Texas-nätet som svar på signaler från energimarknadsoperatören ERCOT. Sådana tester behövs för att "trovärdigt ge insikter om var (energikonsumenter) får sin makt. Underbygger allt som är att kunna spåra alla dessa saker på en trovärdig, accepterad standard.”

Tekniken som används för att implementera EnergyTag-standarden kommer från Quintrace, en intern plattform som Quinbrook lanserades förra året för att ge kunderna "insyn i realtid av deras koldioxidavtryck per timme." Quintrace är en av ett antal teknikplattformar som nu aktivt spårar koldioxidutsläppen från kraft som strömmar från generatorer till slutanvändare över nät i USA och Europa när efterfrågan på granulära utsläppsspårning ökar. "Vi visade att du kan spåra strömmen genom ett batteri på subtimmebasis," sa Allan, som "bevisade att detta är möjligt nu."

Programvara för spårning av utsläpp för batterier i nätskala

För att vara tydlig, använde Byrd Ranch inte alltid ren kraft i sitt test. Istället spårade programvaran en viss del av sin kraft som kom från nätet som om den skickades direkt till batteriet från en hypotetisk solenergigård med ett typiskt solprojekts genereringsmönster under dagen för att "simulera förnybara energiskivor inom batteri, säger Quinbrook.

Den kraften var blandad med vardagsnätkraft som innehöll timme för timme koldioxidutsläppsintensitetsmått från ERCOT. Quinbrook antog att batteriet använde solenergi för att ladda när det var tillgängligt från dag till dag och timme till timme, och använde "skivor" av nätkraft för resten av laddningen.

Att hålla reda på ren energi som går in i och kommer ut ur ett batteri är komplicerat. Det första tricket är att bestämma ett allmänt acceptabelt sätt att skilja mellan "skivor" av ren och smutsig kraft. Tiden då batterier laddas och laddas ur komplicerar också saken.

Vissa batterier kan laddas upp dagar innan de uppmanas att ladda ur. Andra batterier kan laddas och laddas ur flera gånger per timme. Det senare arbetssättet gäller för Byrd Ranch-batteriet, som i första hand tillhandahåller snabbresponsiva tjänster till ERCOT som kan anropas var 4:e sekund och mätas för betalning i 15-minuterssteg.

I dessa fall "hoppar batterierna runt mycket inom en timme", sa Allan. Att bevisa hur rent vart och ett av dessa steg av strömurladdningar är, baserat på laddningar som kan ha kommit några minuter innan, är "ett icke-trivialt problem." "Nontrivial" är förmodligen en underdrift.

Batterier står också inför en annan utmaning - förluster av "effektivitet tur och retur". Även de mest effektiva litiumjonbatterierna förlorar cirka 10 % av strömmen som kommer in i dem jämfört med den kraft de kan ladda ur. Dessa förluster kommer huvudsakligen från energi som sprids i processen att omvandla nätväxelström till likström och tillbaka igen när batteriet laddas ur för att skicka tillbaka ström till nätet. Dessutom används en del ström för att driva kraftomvandlings- och styrsystemen för själva batteriet. Batterier laddas också långsamt ur när de är i vila, en form av förlust som kallas "självurladdning". Alla system som spårar ren kontra smutsig ström som går in i ett batteri måste ta hänsyn till dessa förluster, som illustreras i den här bilden.

Uppskattningar och noggrannhet

Men förlusterna i synnerhet batterisystem "är uppskattningar i de flesta fall. Det är inga svåra siffror”, sa Allan. Idag beräknas dessa siffror baserat på mätning av hur mycket energi som går in i och ut ur ett batteri och kombinerar det med en "state-of-charge" mätning. Men dessa mätningar av laddningstillstånd är notoriskt oprecisa och kan vara föremål för "fel på grund av temperaturfluktuationer, spänningsplatåer över laddningstillståndet, sensorkalibrering och andra datamätningsproblem", säger Quinbrook.

Att hitta sätt att kvantifiera och spåra dessa osäkra förändringar i uppmätta data från timme till timme är avgörande för alla system som utger sig för att exakt mäta emissionsintensiteten för ett batteri. Utan någon metod för att fånga felaktiga mätningar, "beroende på hur du genomför det genom redovisningsprocessen, kan du ha sammansatta fel och du kan få ett allt dummare resultat," sa Allan.

Chip in några dollar i månaden för att hjälpa till att stödja oberoende cleantech-täckning som hjälper till att accelerera cleantech-revolutionen!

EnergyTag verifierar batteriemissioner i rutnätsskala

Kärnmålet med EnergyTags standarder är att ge kraftproducenter, köpare och batterioperatörer en tydlig förståelse för hur de tar hänsyn till de variabler som är involverade i att behandla batterier som en "reservoar" för "tidsförskjuten" energi, Katrien Verwimp , sade EnergyTags revisionskommittés ordförande när de introducerade gruppens senaste standarder.

Alla system som ber elköpare att certifiera utsläppsintensiteten för sin el måste "ha klarhet i att registrera alla dessa attribut, och även ta ett spår eller hålla reda på förlusterna" på batterierna, sa hon. EnergyTags nyligen släppta version 2-standard erbjuder "mycket mer detaljer än vad som gick in i den första versionen, men fler tester i verkliga förhållanden är på gång." Den testningen är precis vad Quinbrook Infrastructure Partners gör.

Kalifornien var en av de första jurisdiktionerna som utfärdade regler för att säkerställa att batterier i nätskala finansierade av ett statligt incitamentsprogram för flera miljarder dollar skulle drivas på sätt som leder till en total minskning av nätutsläppen. Men det programmet inkluderade inte standarder för att spåra laddning och urladdning så nära som EnergyTag-standarden tar vid.

Google och Microsoft utökade efterfrågan på ett sätt att inkludera batterier i sina koldioxidfria energianskaffningsmål för att driva sina datacenter med kolfri energi dygnet runt år 2030. Det ledde i sin tur till att Quinbrook började arbeta med sin Quintrace-teknik ​"som en del av vår gröna datacenterstrategi," sa Allan.

Under de senaste åren har regeringsmandat lagts till dessa företagstryck, tillade han – särskilt de strikta behörighetskraven för subventioner av grönt väte i USA och EU. Batterier kommer att behöva standarder som EnergyTag för att spela en roll för att tillhandahålla en del av den rena energi som elektrolysatorer kommer att behöva för att uppfylla strikta timmatchningsregler under 45V väteskatteavdraget som föreslagits av Biden-administrationen och liknande regler för ren energi för väteproducenter i Europa Union.

Allan förväntar sig att fler och fler industrier och regeringar kommer att anta matchningssystem för ren energi varje timme som förnybar energi med stöd av nät-skala batterier utgör en majoritet av elen på elnäten i USA, Europa och andra nationer. Det är då det blir mer nödvändigt och värdefullt att ha standarder och mätningar som gör det möjligt för batterioperatörer i nätskala att teckna kontrakt och uppfylla mandat för att leverera kolfri energi på begäran.

"Vi löser svåra problem för gröna datacenter och detta är lika tillämpligt på gröna råvaror," sa Allan. "Om du gör grönt väte - eller grönt stål eller gröna kemikalier - måste du kunna stödja dina gröna meriter."

• SEO-drivet innehåll och PR-distribution. Bli förstärkt idag.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrka dig själv. Tillgång här.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunskap förstärkt. Tillgång här.
• Platoesg. Kol, CleanTech, Energi, Miljö, Sol, Avfallshantering. Tillgång här.
• PlatoHealth. Biotech och kliniska prövningar Intelligence. Tillgång här.
• Källa: https://cleantechnica.com/2024/03/19/energytag-quinbrook-track-carbon-intensity-of-electricity-stored-in-grid-scale-batteries/