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Pourquoi le stockage de longue durée est le meilleur pour le Minnesota?

L'annonce du projet pilote de longue durée de Great River Energy (GRE) a récemment fait la une des journaux. Les observateurs de l'industrie ont noté trois choses: 1) il y a une nouvelle technologie commerciale de stockage à l'échelle du réseau appelée batterie à air aqueux, 2) le projet pilote dure 150 heures et 3) GRE abandonne une centrale au charbon de base plus tôt que prévu. Les coopératives électriques sont légèrement réglementées. Les coopératives ont donc une marge de manœuvre pour mettre en œuvre ce que veulent leurs membres sans demander l’approbation de la commission des services publics. Les membres de la coopérative recherchent davantage d'énergie renouvelable; par conséquent, avoir un stockage viable de longue durée est logique. Si ce projet pilote de nouvelle technologie réussit, l'industrie peut s'attendre à des projets de stockage à grande échelle connectés au nœud de transmission, même par temps froid comme le Minnesota.

Contexte

GRE est membre du transporteur (TO) de l'exploitant du réseau: Midcontinent Independent System Operator (MISO). Les membres du GRE comme Connexus Energy dépendent du GRE pour la transmission. La dernière annonce de GRE commence avec le retrait de l'unité de ruisseau à charbon de 1 151 MW en 2022. GRE souhaite également ajouter une quantité égale de vent d'ici la fin de 2023. GRE est dans la zone 1 de la construction d'adéquation des ressources de MISO. Contrairement aux services aux investisseurs (IOU) comme Xcel Energy, Minnesota Power et Otter Tail Power, le GRE n'a pas à demander l'approbation du Minnesota Public Utilities Commission (PUC). Les membres de Coop comme Connexus pilotent la stratégie à long terme du GRE en matière d'alimentation électrique.

Un système de batterie à air aqueux

La technologie que GRE pilote, le système de batterie à air aqueux, n'est pas entièrement nouvelle pour les experts du stockage plongés dans le mélange des éléments du tableau périodique à la fois côté anode et côté cathode. Les batteries au lithium-ion sont les plus couramment utilisées. Les batteries se déchargent et fournissent de l'énergie lorsque les électrons passent de l'anode à la cathode. Un électrolyte «gère» fondamentalement le flux d'électrons de l'anode à la cathode ou vice-versa. La batterie Lithium-Air utilise de l'air extérieur comme cathode. Un type de batteries Lithium-Air utilise un électrolyte aqueux. D'où le nom de batterie à air aqueux. Aqueux signifie quelque chose qui contient de l'eau et de l'air aqueux, l'air est le milieu qui conduit l'électricité.

Le stockage de longue durée est le meilleur pour l'hiver au Minnesota

La taille du projet est petite – 1 MW, mais la durée est longue de 150 heures (moins d'une semaine). Pour la qualification de la capacité MISO, les ressources doivent montrer qu'elles sont capables de décharger pendant quatre heures continues. L'interconnexion de Pennsylvanie, dans le New Jersey, au Maryland (PJM) a récemment plaidé en faveur d'un stockage d'une durée de 8 à 10 heures dans les documents de conformité de l'ordonnance 841 de la Federal Energy Regulatory Commission (FERC). Le GRE a exprimé la nécessité d'un stockage de longue durée lors des réunions des parties prenantes de l'étude du Minnesota Energy Storage. Les hivers froids au Minnesota, le potentiel de tempêtes de verglas qui «insèrent» l'Est et l'Ouest du Nebraska dans le sud-ouest Power Pool (SPP), et les flux d'énergie bidirectionnels avec la province du Manitoba au Canada – sont toutes des raisons possibles pour les besoins de stockage de longue durée dans cette zone.

Marché MISO comme sauvegarde

La Great Northern Transmission Line (GNTL) de Minnesota Power a retenu l'attention de la même façon lors de sa première annonce en 2012. À cette époque, MP a déclaré qu'une longue ligne de transmission en provenance du Canada permet d'accéder au marché MISO en tant que batterie. La région MISO Nord ou MISO «classique» (avant l'intégration de MISO Sud en décembre 2013) a plus de 15 ans d'expérience dans les opérations de marché. En conséquence, les services publics de MISO North gagnent en confiance en dépendant du marché de l'énergie de MISO comme sauvegarde de leur stratégie à long terme d'alimentation électrique.

Besoins solaires Stockage

Dans la région MISO Ouest, dont fait partie le GRE, il y avait 17 000 MW d'énergie renouvelable dans la file d'attente d'interconnexion des générateurs MISO en mai 2020. Environ 40% de cette file d'attente dans la région Ouest est solaire. La moitié de l'énergie solaire dans la zone ouest provient du Minnesota. À mesure que la pénétration solaire liée au transport augmente dans la région MISO, MISO commencera le calcul du crédit de capacité pour l'énergie solaire. La part de la capacité indiquée sur la plaque signalétique pour la suffisance des ressources est le crédit de capacité. Ce crédit est une autre raison pour laquelle le stockage de longue durée est logique pour la région ouest de MISO car le stockage augmente la valeur de la capacité du solaire.

Form Energy, spin-off commerciale de l'Argonne

George Crabtree, directeur du Joint Center for Energy Storage Research (JCESR) au Argonne National Laboratory de Chicago, est fier de l'annonce du GRE avec Form Energy. Form Energy est l'une des startups issues du JCESR au cours de ses cinq premières années de création. Sepion (concentré davantage sur la membrane dans l'électrolyte qui sépare l'anode et la cathode) et Blue Current (concentré sur un électrolyte ininflammable) sont les deux autres startups.

Processus d'enregistrement du marché MISO

En règle générale, nous nous attendons à ce que le stockage de longue durée soit associé au stockage hydraulique par pompage. La base de données mondiale du stockage d'énergie du Département de l'énergie (DOE) comprend deux projets de stockage par pompage en boucle ouverte d'une durée de plus de mille heures au Portugal. Les services publics du Michigan, Detroit Edison (DTE) et Consumers Energy possèdent conjointement une installation de stockage par pompage Ludington de 2 400 MW. Ils ont fait part de leurs préoccupations concernant la modélisation par MISO de la charge / décharge du stockage pompé dans l'algorithme d'optimisation de la répartition du marché lors des discussions avec les parties prenantes de la conformité à l'ordonnance FERC 841. Il n'est pas clair si le GRE a pensé au processus d'enregistrement du marché MISO pour ce système de stockage de 150 heures.

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