Källa: .energy.gov
Systemansvariga för elnätet ansvarar för att transportera energi från sin källa till kunder regionalt eller nationellt. Innan energin ansluts från källan till elnätet genomför operatörerna en rad konsekvensstudier som fastställer vilken ny överföringsutrustning eller uppgraderingar som kan behövas.
Listorna över projekt i denna process är kända som "sammankopplingsköer". Att gå in i en sammankopplingskö är bara ett av många steg i utvecklingsprocessen för förnybar energi. Projektutvecklare måste också ha avtal med markägare och samhällen, kraftköpare, utrustningsleverantörer och finansiärer och kan behöva förbättra sin lokala infrastruktur för överföringsnätet.
Det finns nu mer än 1 300 gigawatt (GW) sol-, vind- och batterikapacitet som söker nätsammankoppling, men dessa projekt möter långa väntetider och i många fall höga kostnader för att uppgradera och ansluta till nätsystemet.
Hjälper förnybara energiresurser att ansluta till nätet
US Department of Energy (DOE) har samarbetat med forskarlag från Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) och National Renewable Energy Laboratory (NREL) för att lansera ett nytt initiativ – Interconnection Innovation e- Xchange (i2X). Detta initiativ är utformat för att hjälpa rena energiresurser att ansluta till nätet, vilket kommer att förbättra den övergripande nättillförlitligheten och förbättra konkurrensen på marknaden, överföring och distribution.
i2X-programmet samlar partners för att utveckla lösningar för snabbare, enklare och mer rättvis sammankoppling av rena energiresurser samtidigt som tillförlitligheten, säkerheten och motståndskraften hos elnätet ökar. Detta kommer att uppnås genom en plattform för engagemang för intressenter, bättre data och analys, utveckling av färdplaner och tekniskt bistånd.
i2X-programmet syftar till att:
Lös kärnfrågor kring sammankoppling av nät, såsom brist på data, brist på kvalificerad arbetskraft och administrativa hinder som leder till ineffektiva anslutningsprocedurer
Tillhandahålla tekniskt stöd till partners för att utveckla lösningar på specifika regionala, statliga och lokala sammankopplingsfrågor, hjälpa till att ansluta mer ren energi till nätet och sänka kostnaderna för konsumenter och familjer
- Ta itu med orättvisorna som orsakas av sammankoppling i linje med Biden-administrationens initiativ Justice40.
Interconnection Innovation e-Xchange (i2X) sammankallar olika intressenter som är involverade i sammankopplingen av solenergi, vindenergi och energilagringsresurser för att underlätta peer learning och kunskapsutbyte och inspirera till nya sammankopplingsidéer och möjligheter.
Den ökande mängden energikapacitet som söker överföringssammankoppling
Den totala energikapaciteten som söker överföringssammankoppling har ökat dramatiskt under det senaste decenniet och nådde en topp i slutet av 2021 på cirka 1,4 terawatt (TW), vilket är större än den nuvarande amerikanska produktionskapaciteten på 1,2 TW och en hel terawatt högre än kön år 2010.
"Den stora volymen av ren energikapacitet i köerna är anmärkningsvärd", säger Joseph Rand, senior vetenskaplig ingenjörsassistent vid Berkeley Lab. "Det tyder på att en enorm övergång är på gång, där solenergi och lagring tar en huvudroll."
Vid utgången av 2021 stod solel för den största andelen av produktionskapaciteten i köerna (676 GW), men betydande vindkapacitet (247 GW) ansökte också om sammankoppling. Mängden havsbaserad vindkapacitet i köerna (77 GW) representerar mer än dubbelt så mycket som Biden-administrationens mål på 30 GW installerade till 2030, även om dessa föreslagna havsbaserade vindkraftsprojekt kan möta sammankopplingsutmaningar till följd av bristen på befintlig infrastruktur. Utvecklarnas intresse för ellagring har exploderat de senaste åren och kapaciteten i köerna har fördubblats på bara ett år, upp till 427 GW.
Rand påpekar att mängden sol, vind och lagring i köerna idag är ungefär samma mängd som behövs för att nå 80 procent av USA:s el från resurser utan koldioxidutsläpp till 2030. President Biden har satt upp ambitiösa mål för att skapa en koldioxidförorening -fri kraftsektor till 2035 och en netto-noll-utsläppsekonomi senast 2050 för att bekämpa klimatförändringarna.
"Trenderna i dessa sammankopplingsköer tyder på att utvecklare är angelägna om att möta denna ambition, även om de kan möta lite motvind," sa Rand.
Detta gäller även för förnybara projekt som är sammankopplade med lokala distributionsnät.
"The National Renewable Energy Laboratory har uttalat att distribuerad vindkraftsproduktion "bakom mätaren" kan ge över 1 400 gigawatt kapacitet 2035 om kraven på lokalisering och sammankoppling förenklas", säger Dr. Robert Wills, styrelseledamot på Distributed Wind Energy Förening Bakom mätaren distribuerade vindenergisystem ansluts till nätet på kundens sida och genererar el för att användas av bostäder eller byggnader på plats. "För närvarande möter distribuerade vindinstallatörer många hinder för installation och har ingen tillvägagångssätt eller väg till lösning när de står inför sammankopplingsproblem. Distributed Wind Energy Association ser i2X-programmet som ett positivt sätt att gå vidare med denna mycket viktiga sektor för ren energi. "
Växande utmaningar visar på behovet av att förbättra processer
Nuvarande kostnader och rutiner för anslutning till nätet kan inte hantera den snabba ökningen av projekt för ren energi, vilket resulterar i långa väntetider för sammankopplingar, många projekt som drar sig ur sammankopplingsköerna innan de slutförs och osäkerhet för projektutvecklare.
Och med investeringarna i ren energi i både lagen om bipartisan infrastrukturlag och inflationsreduktion, kommer ännu fler rena energikällor att ställa sig i kön för nätintegration.
Uttagshastigheter och väntetider i köerna tyder på växande utmaningar för sammankoppling och överföring och belyser behovet av att förbättra institutionella processer. I juli 2021 släppte Federal Energy Regulatory Commission (FERC) ett Advanced Notice of Proposed Rulemaking för att studera och ta itu med många av dessa frågor, följt av ett Notice of Proposed Rulemaking (NOPR) fokuserat på överföringsplanering i april 2022 och en andra NOPR fokuserad om generatorsammankopplingsreformer i juni 2022.
I samarbete med deltagande i2X-organisationer kommer experter från DOE:s kontor för vindenergi och solenergiteknik, PNNL, NREL och LBNL att utveckla en 5-årsplan som sätter upp mål och identifierar forskningsluckor och riktmärken för framgång.
Dessa ansträngningar förväntas informera och komplettera FERC NOPR-förfarandena och National Association of Regulatory Utility Commissioners ansträngningar att informera och hjälpa statliga tillsynsmyndigheter.
"Vi har potentialen att uppfylla Biden-Harris Administrations mål om ett kolfritt elnät till 2035 om vi strategiskt utnyttjar våra befintliga förnybara energiresurser," sa Rand. "Stöd från Bipartisan Infrastructure Law and Inflation Reduction Act, kombinerat med de ambitiösa målen för i2X-börsen, kan påskynda vår resa mot en framtid för ren energi."
