Đăng ký cập nhật tin tức hàng ngày từ CleanTechnica trên email. Hoặc theo dõi chúng tôi trên Google Tin tức!

A 2015 nghiên cứu bởi các giáo sư Eric Hittinger tại Viện Công nghệ Rochester và Inês Azevedo tại Đại học Carnegie Mellon đã phát hiện ra rằng pin quy mô lưới của Hoa Kỳ, ở trạng thái cân bằng, có nhiều khả năng hơn tăng thay vì giảm phát thải trong lĩnh vực năng lượng. Đó là bởi vì pin quy mô lưới sạc khi điện rẻ và xả khi đắt, nhưng giá điện cao và thấp không nhất thiết tương quan với lượng khí thải carbon cao và thấp. Năng lượng mặt trời dư thừa vào giữa trưa có thể rẻ, nhưng năng lượng đốt than được tạo ra vào giữa đêm khi nhu cầu thấp cũng có thể rẻ.

Đó là một vấn đề đối với các công ty như Google và Amazon đã đưa ra cam kết giảm cường độ carbon trong hoạt động của họ. Đây cũng là một vấn đề đối với các cơ quan quản lý chịu trách nhiệm thực thi các chính sách của chính phủ yêu cầu giảm lượng khí thải do sản xuất điện.

Các điện tử không có khả năng phát thải. Một electron từ trạm phát điện than giống hệt và không thể phân biệt được với một electron được tạo ra bởi tấm pin mặt trời hoặc tuabin gió. Vậy làm thế nào có thể biết liệu các electron hiện được lưu trữ trong bất kỳ loại pin quy mô lưới nào có không phát thải hay không?

EnergyTag là một tổ chức phi lợi nhuận có trụ sở tại Vương quốc Anh đang giải quyết nhu cầu chứng nhận điện năng lưu trữ. Nó vừa phát hành Phiên bản 2 của Tiêu chuẩn Chương trình Chứng chỉ Chi tiết. Cần phải chỉ ra rằng từ “sơ đồ” ở Anh có nghĩa khá khác so với ở Mỹ. Ở phía tây Đại Tây Dương, từ này mang tính miệt thị. Nó hàm ý một sự ranh ma nào đó hoặc có ý định lừa dối. Ở phía đông Đại Tây Dương, nó không mang hàm ý nham hiểm như vậy. Từ đồng nghĩa gần nhất của nó là từ đơn giản “kế hoạch”.

Trong phần giới thiệu về Phiên bản 2, EnergyTag cho biết: “Chứng chỉ dạng hạt tuân thủ EnergyTag là chứng chỉ liên quan đến các đặc tính của năng lượng được tạo ra trong khoảng thời gian một giờ hoặc ít hơn, được cấp tuân thủ các yêu cầu và quy tắc hoạt động của chứng chỉ dạng hạt EnergyTag tiêu chuẩn sơ đồ. Tiêu chuẩn này đưa ra các yêu cầu phải được đáp ứng để tạo ra một chương trình chứng chỉ chi tiết tuân thủ EnergyTag.”

Electron của tôi xanh như thế nào?

Vì một electron là một electron, và một electron không thể phân biệt được với một electron khác, làm sao có thể chứng nhận rằng một số có màu xanh lá cây và một số thì không? Có vẻ như thời gian chính là câu trả lời. Những gì EnergyTag thực hiện, chỉ ở mức thiết yếu, là ghi lại thời điểm các electron đến pin quy mô lưới và khớp thông tin đó với nguồn điện chiếm ưu thế trong mạng mà pin quy mô lưới phục vụ tại thời điểm đó. Nếu năng lượng đi vào có màu xanh thì thực tế năng lượng đi ra ngoài sau đó cũng sẽ có màu xanh.

Lời giải thích đó chắc chắn là thiếu sót ở một số khía cạnh, nhưng nó gần giống như một nhà văn hơn là một kỹ sư có thể đưa ra. phương tiện hoàng yến gần đây đã nghiên cứu sâu hơn về chủ đề này với James Allan, giám đốc cấp cao của Quinbrook Agricultural Partners. Trên nó trang mạngQuinbrook cho biết họ “được lãnh đạo và quản lý bởi một nhóm chuyên gia cấp cao trong ngành điện, những người đã đầu tư chung hơn 8.2 tỷ USD vào tài sản cơ sở hạ tầng năng lượng kể từ đầu những năm 1990, tương ứng với công suất cung cấp điện hơn 19.5 GW. Nhóm của chúng tôi mang đến góc nhìn công nghiệp để đầu tư vào cơ sở hạ tầng năng lượng tái tạo và carbon thấp.”

Quinbrook vừa hoàn thành chương trình thử nghiệm sử dụng phần mềm EnergyTag Version 2 tại dự án pin Byrd Ranch ở Sweeny, Texas, cách Houston khoảng 60 dặm về phía nam. Pin 50 MW, thuộc sở hữu của nhà phát triển Glidepath, đang tích cực sạc và xả điện vào lưới điện Texas để đáp lại tín hiệu từ nhà điều hành thị trường năng lượng ERCOT. Việc thử nghiệm như vậy là cần thiết để “cung cấp những hiểu biết sâu sắc một cách đáng tin cậy về nơi (người tiêu dùng năng lượng) đang lấy điện. Nền tảng của tất cả những điều đó là khả năng theo dõi tất cả những điều này dựa trên một tiêu chuẩn đáng tin cậy và được chấp nhận.”

Công nghệ được sử dụng để triển khai tiêu chuẩn EnergyTag đến từ Quintrace, một nền tảng nội bộ mà Quinbrook ra mắt vào năm ngoái nhằm mang đến cho khách hàng “khả năng hiển thị theo thời gian thực về lượng khí thải carbon hàng giờ của họ”. Quintrace là một trong số nhiều nền tảng công nghệ hiện đang tích cực truy tìm lượng khí thải carbon của năng lượng truyền từ máy phát điện đến người dùng cuối trên các lưới điện ở Hoa Kỳ và Châu Âu khi nhu cầu theo dõi lượng khí thải dạng hạt tăng lên. Allan cho biết: “Chúng tôi đã chứng minh rằng bạn có thể theo dõi năng lượng qua pin trong khoảng thời gian dưới một giờ”. Điều này “đã chứng minh rằng điều này hiện có thể thực hiện được”.

Phần mềm theo dõi phát thải cho pin quy mô lưới

Nói rõ hơn, Byrd Ranch không phải lúc nào cũng sử dụng năng lượng sạch trong thử nghiệm của mình. Thay vào đó, phần mềm theo dõi một phần năng lượng nhất định đến từ lưới điện như thể nó được gửi trực tiếp đến pin từ một trang trại năng lượng mặt trời giả định với mô hình phát điện trong ngày của một dự án năng lượng mặt trời điển hình để “mô phỏng các lát năng lượng tái tạo trong pin,” Quinbrook nói.

Nguồn điện đó được kết hợp với nguồn điện lưới hàng ngày chứa các số liệu về cường độ phát thải carbon hàng giờ do ERCOT cung cấp. Quinbrook cho rằng pin sử dụng năng lượng mặt trời để sạc bất cứ khi nào có sẵn từ ngày này sang ngày khác và sử dụng “lát” điện lưới cho phần còn lại của quá trình sạc.

Việc theo dõi năng lượng sạch đi vào và đi ra khỏi pin rất phức tạp. Bí quyết đầu tiên là xác định một cách được chấp nhận rộng rãi để phân biệt giữa “lát cắt” quyền lực sạch và quyền lực bẩn. Thời điểm sạc và xả pin cũng khiến vấn đề trở nên phức tạp.

Một số pin có thể sạc đầy vài ngày trước khi chúng được yêu cầu xả. Các loại pin khác có thể sạc và xả nhiều lần trong một giờ. Chế độ hoạt động sau đó áp dụng cho pin Byrd Ranch, chủ yếu cung cấp các dịch vụ phản hồi nhanh cho ERCOT, có thể được gọi 4 giây một lần và được đo để thanh toán theo gia số 15 phút.

Trong những trường hợp này, “pin tăng vọt rất nhiều trong vòng một giờ,” Allan nói. Việc chứng minh mức độ sạch của từng lần xả điện đó, dựa trên hồ sơ sạc có thể đến trước đó vài phút, là “một vấn đề không hề nhỏ”. “Không tầm thường” có lẽ là một cách nói nhẹ nhàng.

Pin cũng phải đối mặt với một thách thức khác - tổn thất “hiệu suất khứ hồi”. Ngay cả pin lithium-ion hiệu quả nhất cũng mất khoảng 10% năng lượng nạp vào so với năng lượng chúng có thể xả. Những tổn thất này chủ yếu đến từ năng lượng bị phân tán trong quá trình chuyển đổi dòng điện xoay chiều của lưới thành dòng điện một chiều và ngược lại khi xả pin để đưa điện trở lại lưới. Ngoài ra, một phần năng lượng được sử dụng để vận hành hệ thống điều khiển và chuyển đổi năng lượng cho chính pin. Pin cũng xả chậm khi ở trạng thái nghỉ, một dạng mất điện được gọi là “tự xả”. Bất kỳ hệ thống nào theo dõi nguồn điện sạch và điện bẩn đi vào pin đều phải tính đến những tổn thất này, như được minh họa trong hình ảnh này.

Ước tính & Độ chính xác

Nhưng những tổn thất trong bất kỳ trường hợp cụ thể nào hệ thống pin “là ước tính trong hầu hết các trường hợp. Chúng không phải là những con số khó,” Allan nói. Ngày nay, những số liệu này được tính toán dựa trên việc đo lượng năng lượng đi vào và ra khỏi pin và kết hợp điều đó với phép đo “trạng thái sạc”. Nhưng các phép đo trạng thái sạc này nổi tiếng là không chính xác và có thể mắc “sai số do biến động nhiệt độ, điện áp ổn định trên toàn trạng thái sạc, hiệu chuẩn cảm biến và các vấn đề đo lường dữ liệu khác,” Quinbrook nói.

Tìm cách định lượng và theo dõi những thay đổi không chắc chắn này trong dữ liệu đo được từ giờ này sang giờ khác là điều quan trọng đối với bất kỳ hệ thống nào muốn đo chính xác cường độ phát thải của pin. Allan nói: “Nếu không có một số phương pháp phát hiện các phép đo sai sót, “tùy thuộc vào cách bạn thực hiện điều đó trong quá trình kế toán, bạn có thể mắc phải các lỗi gộp và bạn có thể nhận được một kết quả ngày càng ngớ ngẩn”.

Kiếm vài đô la mỗi tháng để giúp hỗ trợ bảo hiểm công nghệ sạch độc lập giúp đẩy nhanh cuộc cách mạng công nghệ sạch!

EnergyTag xác minh lượng phát thải của pin ở quy mô lưới điện

Mục tiêu cốt lõi của các tiêu chuẩn của EnergyTag là cung cấp cho các nhà sản xuất điện, người mua và nhà vận hành pin sự hiểu biết rõ ràng về cách họ tính toán các biến số liên quan đến việc coi pin như một “bể chứa” năng lượng “chuyển dịch theo thời gian”, Katrien Verwimp , chủ tịch ủy ban kiểm toán của EnergyTag, cho biết khi giới thiệu các tiêu chuẩn mới nhất của tập đoàn.

Bà nói, bất kỳ hệ thống nào yêu cầu người mua điện chứng nhận cường độ phát thải điện của họ cần phải “có sự rõ ràng trong việc ghi lại tất cả các thuộc tính này, đồng thời theo dõi hoặc theo dõi mức độ thất thoát” ở pin. Tiêu chuẩn Phiên bản 2 được phát hành gần đây của EnergyTag cung cấp “nhiều chi tiết hơn so với những gì có trong phiên bản đầu tiên, nhưng nhiều thử nghiệm hơn trong điều kiện thực tế đang được tiến hành”. Thử nghiệm đó chính xác là những gì Đối tác cơ sở hạ tầng Quinbrook đang thực hiện.

California là một trong những khu vực pháp lý đầu tiên ban hành các quy định nhằm đảm bảo pin quy mô lưới điện được tài trợ bởi chương trình khuyến khích trị giá hàng tỷ đô la của tiểu bang sẽ được vận hành theo những cách giúp giảm tổng lượng khí thải vào lưới điện. Nhưng chương trình đó không bao gồm các tiêu chuẩn để theo dõi quá trình sạc và xả chặt chẽ như tiêu chuẩn EnergyTag đang áp dụng.

Google và Microsoft đã bổ sung thêm nhu cầu về cách đưa pin vào mục tiêu mua sắm năng lượng không có carbon của họ để cung cấp năng lượng không có carbon suốt ngày đêm cho các trung tâm dữ liệu của họ. Điều đó đã khiến Quinbrook bắt đầu nghiên cứu công nghệ Quintrace của mình “như một phần trong chiến lược trung tâm dữ liệu xanh của chúng tôi,” Allan nói.

Ông nói thêm, trong vài năm qua, các nhiệm vụ của chính phủ đã được thêm vào những áp lực này đối với các công ty - đáng chú ý là các yêu cầu nghiêm ngặt về tính đủ điều kiện đối với trợ cấp hydro xanh của Hoa Kỳ và EU. Pin sẽ cần các tiêu chuẩn như EnergyTag để đóng vai trò cung cấp một số năng lượng sạch mà các máy điện phân cần đáp ứng các quy tắc nghiêm ngặt về khớp hàng giờ theo chế độ tín dụng thuế hydro 45V do chính quyền Biden đề xuất và các quy tắc năng lượng sạch tương tự dành cho các nhà sản xuất hydro ở Châu Âu Liên hiệp.

Allan kỳ vọng ngày càng nhiều ngành công nghiệp và chính phủ sẽ áp dụng cơ chế phù hợp với năng lượng sạch hàng giờ vì năng lượng tái tạo được hỗ trợ bởi pin quy mô lưới chiếm phần lớn lượng điện trên lưới điện ở Mỹ, Châu Âu và các quốc gia khác. Đó là khi việc có các tiêu chuẩn và phép đo cho phép các nhà khai thác pin quy mô lưới ký hợp đồng và đáp ứng các yêu cầu cung cấp năng lượng không có carbon theo yêu cầu sẽ trở nên cần thiết và có giá trị hơn.

Allan cho biết: “Chúng tôi đang giải quyết các vấn đề khó khăn cho các trung tâm dữ liệu xanh và điều này cũng có thể áp dụng được cho các mặt hàng xanh”. “Nếu bạn đang sản xuất hydro xanh - hoặc thép xanh hoặc hóa chất xanh - bạn phải có khả năng hỗ trợ các thông tin xanh của mình.”

• Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
• PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
• Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
• PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
• nguồn: https://cleantechnica.com/2024/03/19/energytag-quinbrook-track-carbon-intensity-of-electricity-stored-in-grid-scale-batteries/