O que são power-to-x e combustíveis elétricos (e-fuels)?

À medida que mais empresas se concentram em reduzir sua pegada ambiental, o interesse em combustíveis alternativos , Power-to-x e e-Fuels continua a aumentar. Hoje, muitas variedades de e-Fuels são usadas em aplicações de geração de energia e mais além.

Vamos começar com o básico em torno de energia para x e e-combustíveis.

O que é energia-to-x?

"Power-to-x" refere-se a uma série de técnicas e vias que permitem converter, armazenar e utilizar energia elétrica renovável. O Power-to-x é especificamente aplicável quando há um excesso de eletricidade renovável produzida a partir de recursos solares ou eólicos. Em vez de ser desperdiçado-o termo específico do setor para isso é "reduzido" – o excesso de eletricidade é usado produtivamente. O "x" pode referir-se a uma variedade de suportes ou usos de energia. Potência para hidrogênio é a geração de hidrogênio usando eletricidade renovável. Potência-potência refere-se ao armazenamento de eletricidade em baterias. Power-to-Heat consiste em usar eletricidade para aquecer uma casa ou uma empresa, normalmente acoplada a um acumulador de calor. O significado de potência para o metano deve ser fácil de adivinhar.

O que são e-combustíveis?

Os E-Fuels são combustíveis que são sintetizados usando eletricidade renovável, muitas vezes usando matéria-prima inorgânica. Eles são o "x" do Power-to-x quando "x" é um combustível. Os e-Fuels incluem hidrocarbonetos líquidos e gasosos, como metano e vários combustíveis como a gasolina, como diesel, álcoois como etanol e metanol e combustíveis não carbônico, como hidrogênio e amônia.

Green hydrogen is combined with CO2 from a power plant to produce e-methane. The e-methane is then piped to consumers.
O hidrogênio verde é combinado com CO2 de uma usina de energia para produzir e-metano. O e-metano é então canalizado para os consumidores.

Por que precisamos de e-combustíveis e Power-to-x?

O sistema Power-to-x permite dissociar geração de eletricidade e a demanda de eletricidade. A cada instante, a quantidade total de eletricidade gerada em uma rede elétrica deve corresponder com precisão à quantidade total de eletricidade usada pelos consumidores. Em outras palavras, a geração e a demanda são normalmente estreitamente acopladas. Se a geração é incapaz de acompanhar a demanda, por exemplo, se muitas usinas de energia fizerem uma viagem ao mesmo tempo, a rede elétrica pode entrar em colapso rapidamente. Contraintutivamente, o mesmo é verdadeiro se a geração exceder a demanda. Quando grandes quantidades de recursos variáveis energia renovável, como eólica e solar, são on-line, a geração renovável pode superar rapidamente a demanda. Quando isso ocorre, os recursos renováveis são reduzidos para evitar o colapso do sistema.

Em alguns mercados, o preço spot da eletricidade pode, como resultado, tornar-se negativo quando a geração de energia renovável é alta. Isso significa que os participantes do mercado são pagos para usar mais eletricidade.

Os projetos Power-to-x aproveitam a energia renovável em excesso e fora de pico para produzir algo útil. É uma situação vantajosa para todos, os produtores de energia para x podem comprar eletricidade sem CO2 renovável barata e os parques solares e eólicos conseguem vender eletricidade que de outra forma seriam perdidas.

Os E-Fuels produzidos em um projeto Power-to-x podem ser usados horas, semanas ou meses mais tarde para produzir eletricidade.

O E-hidrogênio, por exemplo, pode ser usado em um negócio equipado com uma célula de combustível e painéis solares para fazer eletricidade durante a noite e a noite. A empresa pode usar essa configuração para reduzir as taxas de demanda cobradas pelo utilitário elétrico para os consumidores com uma alta demanda de pico.

No nível da grade, o e-hidrogênio pode ser armazenado sazonalmente. A cidade de Los Angeles, Califórnia (EUA), por exemplo, está patrocinando um grande projeto Power-to-hidrogénio-to-Power em Utah. O projeto criará hidrogênio usando eletricidade de recursos de energia eólica e solar nas proximidades. Durante o verão, o hidrogênio será armazenado no subsolo em uma formação geológica. Durante o inverno, o hidrogênio será usado para gerar eletricidade, que será transportada diretamente para Los Angeles por meio de uma linha de transmissão de alta tensão existente.

Para os consumidores de eletricidade, o e-hidrogênio é uma maneira de reduzir sua pegada de carbono além do que pode ser alcançado com matrizes solares e turbinas eólicas sozinhas. Para empresas de serviços públicos e operadores de sistema de rede, o e-hidrogênio é especialmente valioso, porque é uma das poucas maneiras CO2 de equilibrar os recursos de energia renovável variável intermitente.

Os benefícios do uso de e-combustíveis não estão limitados à aplicação de geração de energia. Eles podem ser usados em veículos e outros setores industriais para grande vantagem. Empilhadeiras em funcionamento no e-hidrogênio são uma aplicação de e-Fuel que se tornou popular no setor de logística, e as empilhadeiras e-hidrogênio verificam várias caixas. Eles têm pouco tempo de inatividade. Eles não geram nenhum fumo ou escape, e em um ambiente fechado como um depósito, esse recurso é importante. E, eles são CO2-Free.

Além do e-hidrogênio, os e-combustíveis líquidos têm um processo diferente a ser produzido, o que é mais complicado. Esses e-combustíveis líquidos são especialmente úteis para aplicações de serviços pesados, como aplicações marítimas.

Para aplicações em que o hidrogênio não é uma opção prática, vários combustíveis eletrónicos alternativos podem ser sintetizados usando hidrogênio. Aqui estão alguns dos principais:

O que é e-metanol?

O metanol é um produto de commodities usado em larga escala na indústria química para produzir uma variedade de substâncias. O metanol às vezes é conhecido como álcool de madeira, e há muito tempo é usado como combustível em veículos especiais, como aeronaves RC, motos de sujeira e, sim, caminhões-monstro. Several processes have been developed to synthesize methanol using CO2, hydrogen, and renewable electricity. Seu produto é uma transportadora de energia limpa e neutra em carbono-e-metanol. Há um interesse crescente em usar o metanol como um combustível marítimo . Metanol e e-metanol podem ajudar rebocadores, barcos de pesca, balsas e outros navios usando motores especialmente modificados para atender a regulamentações cada vez mais rígidas que limitam as emissões de NOx e enxofre em áreas costeiras densamente povoadas e, no caso do e-metanol, também diminuem sua pegada de carbono.

O que é e-metano?

O metano, o principal constituinte do gás natural, é um combustível fóssil amplamente usado. Nos Estados Unidos, o metano é a fonte de energia número um usado na geração de energia. O metano e o gás natural também são combustíveis cada vez mais populares para veículos a motor. A power-to-methane system combines an e-hydrogen production process with CO2 to produce carbon-neutral e-methane. Vários processos de produção de e-metano estão sendo desenvolvidos e industrializados. Fora da geração de energia, o setor de mineração demonstrou grande interesse por esses processos. Para minas localizadas em áreas remotas, o custo de caminhões na gasolina ou diesel pode ser proibitivamente alto. Essas minas podem potencialmente economizar muito dinheiro ao abastecer seus caminhões pesados de caminhões com e-metano no local, usando eletricidade renovável gerada localmente.

O que é o e-diesel?

Empresas e instituições de pesquisa em todo o mundo estão desenvolvendo processos para produzir em massa hidrocarbonetos líquidos de CO 2 e água usando e-hidrogênio. A produção de gasolina sintética, combustível de jato e diesel é prevista. One advantage of these e-fuels is they can be used as a drop-in fuel in standard engines, making CO2-neutral operation possible without needing any modification to the vehicles or fueling infrastructure. 

O que é e-amônia?

A amônia é outra substância química muito comum. A indústria de fertilizantes a usa em grandes quantidades, e tem visto uso ocasional como combustível em situações específicas. Na Bélgica, por exemplo, os ônibus urbanos convertidos para a operação da amônia durante a segunda guerra mundial (os ônibus foram sucateados assim que os combustíveis fósseis voltaram a estar disponíveis).

Na década de 1960s, a NASA voou com a aeronave X-15 rocket-powered usando amônia como combustível. A produção de amônia a partir do hidrogênio é um processo bem estabelecido. Ammonia, or e-ammonia, could thus be produced industrially without any CO2 emissions in a power-to-hydrogen-to-ammonia system. O e-amônia é visto como uma alternativa potencial ao hidrogênio, sendo mais fácil de armazenar e transportar. Assim como o hidrogênio, a amônia pode ser usada em células de combustível especialmente projetadas, motores de combustão interna e turbinas a gás sem liberar qualquer emissão.

Os E-combustíveis são promissores, mas todos devem ainda superar os desafios que impedem sua ampla adoção. Em quase todos os casos, os custos de produção são o problema principal. Fora de certos casos de uso específicos, muitas vezes há outras baixas alternativas de CO 2 disponíveis que os e-combustíveis devem competir. Os biocombustíveis e as baterias elétricas têm um avanço a esse respeito, tendo estado no mercado por mais tempo.

Os custos de infraestrutura são outro desafio, particularmente no caso dos combustíveis eletrónicos não de hidrocarbonetos. Menos navios podem adotar metanol se o metanol não estiver amplamente disponível nos portos. Os custos, no entanto, virão à medida que a tecnologia de combustível eletrônico amadurece e as escalas de produção aumentam. Para fazer um paralelo, o custo das baterias de íon-lítio (o tipo usado em veículos elétricos e o de armazenamento de energia estacionária mais ) diminuiu em 98% nos últimos 30 anos. Se os e-Fuels experimentarem uma fração dessa progressão, não será muito antes que você possa encontrá-los em seu posto de gasolina local.

Além dos e-Fuels, não se esqueça de conferir quais são os combustíveis de baixo carbono que são e os benefícios dos combustíveis alternativos e da de flexibilidade de combustível.

Power-to-x, e-Fuels e sua empresa

Você provavelmente já está centralizando sua estrutura de pensamento nas necessidades de seu negócio e perguntando a si mesmo como esses diferentes combustíveis alternativos podem desempenhar um papel para atender às suas necessidades.

Além do combustível em si, considere também a disponibilidade local, os regulamentos e o seu caso de uso. Esses fatores adicionais complementam os benefícios exclusivos que cada combustível alternativo oferece.

Esses fatores adicionais também são conduzidos localmente. Se você está interessado em ter uma discussão específica para sua empresa, recomendamos que você entre em contato com um parceiro local com compreensão mais profunda de seu negócio e necessidades .

Aytek Yuksel - Cummins Inc

Aytek Yuksel

Aytek Yuksel é líder em marketing de conteúdo da Cummins Inc., com foco em mercados de sistemas de energia. A aytek ingressou na empresa em 2008. Desde então, ele trabalhou em várias funções de marketing e agora traz os aprendizados de nossos principais mercados, desde os mercados industriais até os residenciais. Aytek vive em Minneapolis, Minnesota, com sua esposa e dois filhos.

Aprenda a superar a falha de energia com ligação em paralelo de geradores para sistemas elétricos de alimentação de emergência

A rede de alimentação centralizada pode falhar, mas o sistema de alimentação de emergência não deve. Com o clima em mudança e uma rede de alimentação centralizada obsoleta, a importância dos sistemas de energia de emergência continua a crescer. Isso, por sua vez, aumentou a necessidade de uma solução de sistemas de energia para emergências altamente confiáveis.

Junte-se ao da Cummins Power Generation o próximo webcast com o engenheiro especificando consultoria no dia 17 de fevereiro para obter uma visão geral abrangente dos recursos de controle fundamentais necessários para conjuntos geradores paralelos juntos e com a rede elétrica. A ligação em paralelo da engrenagem tradicional é revisada e comparada aos controles de ligação em paralelo que usam arquitetura de lógica distribuída para ajudá-lo a especificar um sistema de ligação em paralelo confiável. Este curso pode ser atribuído a créditos de aprendizagem contínua, pois os participantes se qualificam para um certificado de conclusão.

Este seminário informativo será conduzido pelo nosso assessor técnico global, Hassan Obeid. Hassan está na Cummins desde 2007 em uma variedade de funções abrangendo engenharia de projeto de sistemas de energia, engenharia de projeto e engenharia de aplicações. Sua paixão por resolver uma ampla gama de problemas técnicos complexos o levou a projetar vários componentes cruciais de sistemas de energia, como switchgears, controles, ligação em paralelo, chaves de transferência, grupos geradores e soluções digitais para uma variedade de aplicações de sistema de alimentação elétrica.

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A Cummins é líder mundial em energia que projeta, fabrica, vende e comercializa motores diesel e de combustível alternativo de 2,8 a 95 litros, grupos geradores elétricos movidos a diesel e alternativos de 2,5 a 3, 500 kW, bem como componentes e tecnologia relacionados. A Cummins atende a seus clientes por meio de sua rede de 600 instalações de distribuidores independentes e de propriedade da empresa e mais de 7, 200 locais de revendedores em mais de 190 países e territórios.

A Cummins firma uma parceria com a Great Minds in STEM para oferecer bolsas de estudo e suporte

Cummins Great Minds in STEM - 2021 Scholarships

Há mais de uma década, a Cummins firmou parceria com a Great Minds in STEM™ (GMiS) para fornecer bolsas de estudo que apoiam estudantes hispânicos que buscam diplomas relacionados a STEM em faculdades dos EUA, ajudando a fechar lacunas financeiras para que possam se concentrar em seu futuro. Os bolsistas de bolsas de estudo da Cummins deste ano foram reconhecidos durante a conferência virtual da organização, realizada no mês passado, juntamente com mais de 80 outros estudiosos de STEM pendentes de todo o país.

Great Minds in STEM - Cummins Scholars
Os bolsistas de bolsas de estudo da GMiS da Cummins deste ano foram reconhecidos durante a conferência virtual da organização.

"Os custos de educação universitária continuam aumentando ano a ano e, para alguns estudantes, isso tornou o sonho de buscar o ensino superior inatingível", disse Erika Murguia, diretora de ciência e inovação de dados e análise de qualidade da Cummins. "Por meio de nossa participação com a GMiS, a Cummins aspira a apoiar e atrair os melhores talentos de STEM que podem trazer inovação, experiências e insights diversificados para nossa empresa."

Para ser elegível para a bolsa de estudos da Cummins em conjunto com o programa de bolsas de estudo da GMIS, os alunos têm que exibir realizações acadêmicas, liderança e envolvimento em atividades no campus e/ou na Comunidade. Eles devem estar matriculados em um grau STEM e ter um GPA de 3,0 ou superior. Cada bolsista da Cummins recebeu US $5, 000 e a oportunidade de entrevistar a Cummins para um estágio ou uma posição cooperativa durante 2022 anos.

Durante a conferência GMiS deste ano, o gerente de qualidade de fornecedores da Cummins, Jesus Escobar, foi homenageado com o prêmio holofotes Luminary, uma honra para aqueles que fizeram contribuições significativas para a comunidade técnica hispânica como líderes e modelos de ciência, tecnologia, engenharia e matemática.

Leia mais: GMiS Spotlight Luminary: Jesus Escobar da Cummins Inc.-grandes mentes em STEM

A Cummins também participou e patrocinou vários eventos na conferência, incluindo [email protected] em computação, Speed Networking, College Bowl, um Hackathon, um webinar intitulado "coisas que seus pais não lhe contaram" e uma feira de carreira virtual.

Grandes mentes em STEM™ é a porta de entrada para os hispânicos em ciência, tecnologia, engenharia e matemática. Estabelecido em 1989, como HENAAC, grandes mentes no STEM se concentra em programas de conscientização educacional STEM para estudantes do jardim de infância até a carreira. A Cummins é parceira da Great Minds in STEM há quase uma década.

Leia mais: bolsas GMiS- três GMiS 2021 estudiosos premiados bolsas de estudo da Cummins-grandes mentes em STEM
 

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Catherine Morgenstern - Cummins Inc.

Catherine Morgenstern

Catherine Morgenstern é uma jornalista de marca da Cummins, abrangendo temas como propulsão alternativa, digitalização, inovação de fabricação, autonomia, sustentabilidade e tendências de local de trabalho. Ela tem mais de 20 anos de experiência em comunicações corporativas, ocupando posições de liderança mais recentemente no setor de bens de capital industrial.

Catherine começou sua carreira como escritora de marketing para uma empresa de biotecnologia, onde aprendeu a levar informações complicadas e altamente técnicas e torná-las acessíveis a todos. Ela acredita que o conceito de "Storytelling" é mais do que um chavão da moda e gosta de encontrar maneiras para seus leitores fazerem conexões pessoais com seus súditos. Catherine tem uma paixão por tecnologia e inovação e como sua interseção pode fazer um impacto em todas as nossas vidas.

Catherine voltou recentemente para sua cidade natal no vale do Hudson, Nova York, depois de várias décadas em Los Angeles e Chicago. Ela é um graduado da UCLA e gosta de jardinagem e passar o tempo com seu marido e três filhos.

O que é o arco-íris de hidrogênio?

Talvez você já tenha ouvido falar de hidrogênio azul, hidrogênio verde ou até hidrogênio rosa, mas o que esses descritores de vários tons realmente significam? As cores que compõem o arco-íris de hidrogênio nos dizem muito sobre como cada tipo específico de hidrogênio é produzido e os efeitos que ele pode ter em nosso planeta.

O hidrogênio pode ser o elemento mais abundante do universo, mas não existe por conta própria. Em vez disso, é produzido por meio de vários processos que geram diferentes tipos de energia, que vêm com seus próprios conjuntos de benefícios, subprodutos e usos. O método de produção é o que dá a cada tipo de hidrogênio seu apelido colorido-embora não exista nenhuma convenção de nomenclatura universal, assim as definições podem mudar ao longo do tempo e variar entre os países.

Vamos quebrar o atual código de cor de hidrogênio e dar uma olhada em como um matiz de hidrogênio, em particular, está levando os cientistas e os fabricantes ao pote de ouro – um futuro de emissões zero – no final do arco-íris de hidrogênio.

Hidrogênio cinzento

O hidrogênio cinza é criado a partir de gás natural, mais comumente metano, por meio de um processo chamado de reforma do metano a vapor. Embora seja atualmente a forma mais comum de produção de hidrogênio, os gases de efeito estufa feitos no processo não são capturados.

Hidrogênio azul

O hidrogênio azul confia no processo convencional de reforma do metano a vapor, mas o dióxido de carbono produzido como subproduto é capturado e seqüestrado no subsolo. É uma fonte de hidrogênio limpo com baixo teor de carbono.

Hidrogênio turquesa

Uma das cores mais recentes para se juntar ao espectro de hidrogênio, o hidrogênio turquesa é produzido por meio de um processo chamado de pirólise de metano. Suas saídas primárias são o hidrogênio e o carbono sólido. Enquanto o hidrogênio turquesa ainda não tem impacto comprovado em escala, ele tem potencial como uma solução de baixa emissão, se os cientistas encontrarem maneiras de alimentar o processo térmico com energia renovável e usar ou armazenar adequadamente o subproduto do carbono.

Hidrogênio rosa

As torneiras de hidrogênio rosa em energia nuclear para abastecer a eletrólise exigida para produzi-lo. As altas temperaturas dos reatores nucleares proporcionam um benefício adicional – o calor extremo produz vapor que pode ser usado para a eletrólise ou a reforma do metano a gás fóssil a vapor em outras formas de produção de hidrogênio.

Hidrogênio marrom/preto

Se o hidrogênio verde e azul segurar a chave para uma produção de hidrogênio mais limpa, o hidrogênio marrom ou preto é exatamente o oposto e o mais prejudicial ao meio ambiente. Confiando na gaseificação do carvão para produzir hidrogênio, este processo libera emissões de carbono prejudiciais que podem ter um impacto duradouro no em nosso clima .

Hidrogênio verde

Em meio ao arco-íris de hidrogênio, o hidrogênio verde é a única variedade produzida com emissões de gases prejudiciais ao efeito estufa zero. Ele é criado usando fontes de energia renovável como solar, eólica e hidrelétrica para eletristizar a água. A reação resultante produz apenas hidrogênio e oxigênio, o que significa que o dióxido de carbono zero é emitido no processo.

Embora os benefícios do hidrogênio verde sejam significativos, sua produção é mais cara hoje. Conseqüentemente, o hidrogênio verde compõe apenas uma pequena porcentagem da atual produção de hidrogênio. Mas, à medida que novos avanços e inovações em hidrogênio verde forem feitos, o preço virá abaixo, e esperamos que se torne comum em todo o mundo.

O futuro do hidrogênio é verde

O hidrogênio tem sido usado como combustível há mais de dois séculos. Hoje, milhares de veículos e máquinas em todo o mundo são alimentados por células de combustível de hidrogênio. A ênfase na redução das emissões de carbono e no trabalho em direção a um futuro mais verde e sustentável mudou o foco de muitos líderes de energia, inclusive a Cummins, para o investimento e a inovação na produção de hidrogênio verde. Pode vir a ser o ouro no final do arco-íris de hidrogênio.

O custo de produção diminuiu a adoção em larga escala da energia do hidrogênio. Muitos líderes no setor de energia estão agora colocando ênfase em tornar as células de combustível de hidrogênio mais prontamente disponíveis para os consumidores. A Cummins está construindo nossa de tecnologia de eletryzer líder do setor para reduzir o custo das células a combustível de hidrogênio e tornar mais fácil obter de soluções de energia verde nas mãos dos nossos clientes.

O hidrogênio verde não está apenas tomando o palco central no setor privado, tampouco. Os governos em todo o mundo estão colocando em prática estratégias de hidrogênio e aprovando legislação para incentivar a produção e o uso dessas tecnologias verdes.

As excitantes possibilidades do hidrogênio verde estão orientando a inovação para a Cummins e outros líderes de energia, mas a idéia de um futuro de emissões zero não pode ser apenas em hidrogênio verde. Estamos aproveitando todas as nossas tecnologias de energia alternativa para aumentar a descarbonização global e fornecer as soluções certas no momento certo para nossos clientes que buscam a sustentabilidade.

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Tipos de recursos de energia distribuída

Os recursos de energia distribuída, ou DERs, têm se expandido rapidamente na última década. Sua expansão é uma das mudanças mais significativas que o setor de geração de energia experimentou nesse período.

Se DERs são novos para você, não se esqueça de conferir quais são os recursos de energia distribuída e como eles funcionam antes de ir em frente.

Proprietários de imóveis e empresas instalam DERs para reduzir suas faturas de energia e ter energia de reserva no caso de uma interrupção do serviço.

Serviços públicos e produtores de energia independentes (IPPs) instalam a DERs como ativos autônomos na rede para fornecer uma variedade de serviços de grade. Cada vez mais, a indústria está se concentrando em agregar DERs residenciais e comerciais para fornecer serviços à rede elétrica. Existem vários benefícios dos recursos de energia distribuída nesses casos de uso, inclusive o deferimento de transmissão e o balanceamento de geração.

Os DERs incluem várias categorias de tecnologias de geração de energia elétrica pequenas e modulares . Aqui estão os principais:

Pequena hidro como um recurso de energia distribuída

A hidroeletricidade continua sendo uma das formas mais amplamente utilizadas de de energia renovável.

Usinas hidrelétricas de todas as escalas existem, desde as enormes barragens da autoridade do Tennessee Valley até pequenas turbinas fluviais que fornecem alguns quilowatts de potência. A pequena Hydro é constituída de unidades menores que 5 MW, embora as definições variem. Pequenas unidades hidrelétricas geralmente não envolvem nenhuma represa, então elas têm menos impacto ambiental do que grandes projetos, e podem ser construídas com menos burocracia.

Pequenas unidades hidrelétricas são construídas onde quer que córregos, rios e outros recursos hídricos estejam disponíveis, o que naturalmente resulta em um modelo de desenvolvimento altamente distribuído.

Solar como fonte de energia distribuída

Os painéis solares são uma das tecnologias de geração de energia de mais rápido crescimento.

Nos setores residencial, comercial e industrial, o crescimento da energia solar foi promovido pela tarifa de alimentação e pelas políticas de medição líquidas, bem como pelos preços em queda rápida dos matrizes solares. Sob tarifas feed-in, as concessionárias são obrigadas a comprar eletricidade solar de proprietários e empresas, geralmente a uma taxa atrativa.

As políticas de medição líquida, entretanto, permitem que os produtores solares creditem a eletricidade que produziram, contra seu consumo, em sua conta de serviço público. Quando essas políticas estiverem em vigor, quantidades significativas de solar DERs, assim, se integraram à rede elétrica mais ampla.

Resposta à demanda como recurso de energia distribuída

Os esquemas de resposta à demanda também existem há muito tempo.

Tradicionalmente, eles consistiam em acordos entre serviços públicos e locais industriais com grandes cargas elétricas. Quando o utilitário chamado, a fábrica desligaria um conjunto de grandes máquinas ou aquecedores, aliviando assim a carga na grade.

Ultimamente, os esquemas de resposta à demanda foram trilidos em direção a uma forma ainda mais distribuída.

As mudanças no ambiente regulatório permitiram que proprietários de casas e pequenas empresas se tornem participantes nos agregados de resposta à demanda. A carga de uma única casa não é significativa em termos de balanceamento da grade. Quando agregado, no entanto, a carga de vários milhares de lares constitui um DER que os serviços públicos têm vindo a valorizar altamente.

Armazenamento de energia da bateria como recurso de energia distribuída

O armazenamento de energia da bateria tem crescido a um ritmo acelerado desde a sua aparição no setor de energia como uma tecnologia mainstream em 2016.

A maioria dos sistemas de bateria estacionária em serviço ou em construção usa atualmente baterias de íon-lítio – do mesmo tipo que telefones elétricos e veículos elétricos, mas outros tipos de tecnologias de armazenamento de energia estacionária são usadas algumas vezes em aplicações de energia. As baterias de fluxo, por exemplo, são uma categoria emergente de baterias de armazenamento de energia que usam um eletrólito líquido, e podem ser feitas para durar um tempo muito longo, superando muitos dos desafios tecnológicos das baterias de íon de lítio.

Existem sistemas de armazenamento de energia da bateria de todas as escalas, desde grandes sistemas centralizados com várias centenas de megawatts-hora de capacidade até pacotes de bateria domésticos com classificação de alguns quilowatts-hora. Esses últimos podem ser incluídos em agregações de centrais elétricas virtuais, juntamente com contratos de resposta à demanda. Agregações de armazenamento de energia residenciais são na verdade uma inovação que só recentemente foi implantada em escala.

Geradores de energia como recursos de energia distribuída

Geradores de energia autônomos são uma escolha popular para muitas empresas e proprietários de imóveis. Os geradores comerciais residenciais e normalmente são usados para fornecer energia de reserva.

Types of distributed energy resources

Para data centers, hospitais, centros de controle de tráfego aéreo e muitos outros tipos de atividades, uma queda de energia pode levar a consequências negativas significativas, de modo que os geradores de reserva sejam mantidos no local no caso de uma interrupção da rede.

Algumas instalações também usam geradores no local durante os tempos normais para otimizar seu perfil de energia. Na maioria das vezes, esses geradores atendem às necessidades próprias da instalação e não estão interligados à grade de forma que lhes permita exportar energia.

Cada vez mais, no entanto, os gerentes de instalações podem entrar em acordos de compra de energia (PPAs) com a concessionária ou com compradores privados para quem fornecem energia por meio da rede elétrica. Do ponto de vista econômico, isso faz muito sentido. Por que deixar geradores de reserva fazendo nada mais que 99% do tempo em que eles poderiam ser usados para ganhar dinheiro?

Não são apenas grandes geradores industriais que podem ser usados para exportar energia para a grade. Os geradores comerciais e residenciais de pequena escala também podem ser potencialmente agregados em usinas de energia virtuais da mesma forma que os esquemas de resposta à demanda e os sistemas de bateria.

Próximas tecnologias de recursos de energia distribuída

Os recursos de energia distribuída pertencem a um campo que está evoluindo rapidamente.

Várias tecnologias futuras provavelmente conseguirão um amplo apelo na próxima década ou duas. as células de combustível , por exemplo, contam com tecnologias que são bem compreendidas. Embora seu custo permaneça proibitivamente alto para aplicações mainstream, muitas empresas e instituições de pesquisa estão desenvolvendo células de combustível mais acessíveis. Em uma casa, uma célula de combustível pode funcionar em gás natural ou hidrogênio e pode fornecer eletricidade, calor e água quente, tudo no mesmo pacote. As células de combustível podem, como os geradores, também estar interligadas à grade e servir como DERs.

Alguns veem a utilização de veículos elétricos para fornecer armazenamento de energia na grade como uma espécie de Santo Graal da tecnologia DER. Os veículos elétricos contêm pilhas de bateria de íon-lítio que são muito semelhantes às células da bateria usadas em baterias caseiras e em aplicações de armazenamento de energia em grande escala. Quando eles estiverem conectados, suas baterias terão o potencial de servir como ativos de armazenamento de energia distribuída para a grade. Há vários obstáculos técnicos e práticos a serem superados antes que isso possa ser o caso, mas esta é uma área de pesquisa e desenvolvimento ativo.

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