Hoëspanningskraglyne staan naby 'n kragstasie aan die buitewyke van Sydney. Reuters
Australië se energiemark is 'n prominente wedstryd in ons daaglikse nuussiklus. Te midde van die eindelose ideologie en politiek wat om die sektor heen draai, word tegniese terme soos “baseload power” en “dispatchable generation” so gereeld rondgegooi dat die gevaar van die betekenis van hierdie terme in die openbare debat verdwyn.
Die term “energiekrisis” is rondgegooi baie los rond, met 'n mate van verwarring oor die vraag of die krisis oor pryse of die veiligheid van die aanbod gaan. Die politiek hiervan is afleidend en grotendeels vermybaar as alle kante van die politiek gedurende die 20 jaar sedert die stigting van die Nasionale energiemark.
Dit is die moeite werd om 'n rekord te gee oor die betekenis van sommige van hierdie terme en hoe dit verband hou met klimaatsbeleide, nuwe tegnologieë en die vordering van markhervorming en regulering in Australië.
Hierdie woordelys, wat geensins uitputtend is nie, is 'n eerste stap.
Baseload krag
Baslaadkrag verwys na opwekkingshulpbronne wat oor die algemeen deurlopend deur die jaar bedryf word en op stabiele uitsetvlakke werk. Die deurlopende werking van basiese belastingbronne is ekonomies sinvol omdat dit lae bedryfskoste het relatief tot ander kragbronne. Die waarde van basaadplante is meestal ekonomies en hou nie verband met hul vermoë om die voortdurend wisselende stelselvraag na te volg nie.
Basaad-aanlegte bevat steenkoolkrag- en gasaangedrewe gekombineerde siklus-kragstasies. Australië se internasionale toewyding die vermindering van koolstofvrystellings beperk die ekonomiese lewensvatbaarheid van tradisionele basisladingbronne.
Steenkoolkragstasies soos hierdie by Loy Yang word geleidelik afgetree.
Groothandelsmark (die “nasionale energiemark”)
Die term Nasionale Energiemark is verwarrend omdat dit verwys na 'n mededingende mark vir groothandelsenergie meestal teen die oostekoste van Australië. Dit sluit nie Wes-Australië of die Noordelike Gebied in nie en sluit ook die gasstelsel in. Met die nasionale energiemark kan alle soorte kragbronne gebruik word om aan die transmissiestelsel te koppel om aan grootskaalse kragbehoeftes te voldoen.
In die bedryfsgesprek oor die “energiemark” of selfs die “NEM” kan daar egter ook verwys word na die hele verskaffingsketting wat die netwerke vir spanningsoordrag, medium- en lae spanning verspreiding sowel as die kleinhandel aan die eindverbruiker insluit. Die pryse wat verbruikers sien, sluit al hierdie aspekte van die voorsieningsketting in. Dit kan aansienlik bydra tot verwarring.
Die groothandelsmark word 'n 'mark' genoem omdat daar mededingers tussen kragopwekkers bestaan. Elke kragopwekker plaas daaglikse prysbiedings om krag te verkoop en pas elke vyf minute hoeveelhede in tot 10 prysbande aan. Op hierdie manier word die verkoop van krag gekoppel aan die beskikbare energie en werkverrigting van die opwekkingseenheid.
Die mark werk om alle veranderlike en 'versendbare' hulpbronne doeltreffend te versend om die koste van elektrisiteit te verminder. Die Australiese energiemarkoperateur (AEMO) koördineer die nasionale energiemark.
Groothandelprys
Die groothandelprys-prys waarteen krag in die NEM verhandel word, is gebaseer op die hoogste aanvaarde kragopwekker om vraag en aanbod in elke streek te balanseer. Dit is bedoel om effektiewe gedrag deur kragopwekkers aan te moedig, asook om doeltreffende bestuur van hulpbronne te koördineer.
stoor
Opberging verwys na energie wat opgevang word vir latere gebruik, gewoonlik in 'n battery. Elektrisiteit was in die verlede duur om te berg, maar die koste van opberging sal na verwagting aanhou daal met die verbetering van batterytegnologieë. Byvoorbeeld, litium-ioon batterye is ontwikkel vir mobiele kommunikasie en skootrekenaars, maar word nou opgegradeer vir elektriese voertuie en energievoorsiening op skaal.
Litium-ioon-batterye is ontwikkel vir selfone, maar word nou gebruik as deel van elektriese voertuie soos Tesla Inc se Model S en Model X. Reuters
Weens die tradisionele lae opbergingsvlakke in die stelsel, moet elektrisiteit meestal binne sekondes vanaf die behoefte opgewek word, anders kan die stabiliteit van die stelsel in gevaar gestel word. Bergingstegnologie sal waardevoller word namate die markindringing van wind- en sonkrag toeneem. Met dalende koste van verskillende batterytegnologieë, word dit makliker om te lewer.
Vraag (en piekvraag)
Vraag verwys na die hoeveelheid elektrisiteit wat benodig word om op enige gegewe oomblik aan verbruiksvlakke te voldoen. Krag verwys na die tempo van energieverbruik in megawatt (miljoene watt of MW), terwyl energie in megawatt-ure (MWh) verwys na die totale verbruik gedurende 'n periode, soos 'n dag, maand of jaar.
Die hoogste vraag is die hoogste hoeveelheid energieverbruik in 'n spesifieke seisoen, soos verhitting in die winter of in die somer. Dit is 'n belangrike maatstaf omdat dit bepaal hoeveel opwekkingstoerusting benodig word om te dek vir onverwagte onderbrekings en om betroubare voorraad te behou.
Aflewerbare generasie
Opwindbare opwekking verwys na 'n soort opwekking gebaseer op fossielbrandstowwe of waterkrag wat beheer kan word om die vraag en aanbod van elektrisiteit te balanseer. Meer buigsame kragsentrales gebaseer op aardgasvuur (soos oop-siklus gasturbines of hidrokragsentrales) kan gedeeltelik gelaai word en reageer op korttermynveranderinge in vraag en aanbod.
Buigsaamheid is die sleutel hier. Opberging kan ook buigsaamheid bied, hetsy vanaf batterye of met pomp-hidro-berging. Die behoefte aan sulke hulpbronne word dringender as gevolg van aftrede van die ouer basisladingplante en die groeiende hoeveelheid minder emissie-intensiewe energiebronne.
Frekwensie beheer
Sinchroniese kragopwekkers in kragstasies draai teen ongeveer 50 siklusse per sekonde. Daar word na hierdie snelheid verwys as “frekwensie” (aangedui Hertz, simbool Hz). Die beheer van hierdie konstante frekwensie is noodsaaklik om betroubaarheid te handhaaf.
As daar êrens opwekking is, word ekstra krag deur die elektrisiteitsnetwerk van ander aanlegte verkry. Dit veroorsaak dat hierdie kragopwekkers se rotors stadiger word en die stelselfrekwensie daal. 'N Sleutelparameter is die sogenaamde “maksimum tempo van frekwensieverandering”. Hoe vinniger die frekwensie verander, hoe minder tyd is beskikbaar om regstellende stappe te doen.
Traagheid
Traagheid verwys na die vermoë van 'n stelsel om 'n stabiele frekwensie te handhaaf na 'n beduidende wanbalans tussen opwekking en las. Hoe hoër die traagheid, hoe stadiger is die tempo van verandering in frekwensie na 'n steuring.
Een kritieke bekommernis is dat traagheid byna altyd voldoende moet wees om stabiele krag moontlik te maak. Aangesien baie steenkoolkragstasies afgetree word, daal die traagheidsgraad aansienlik.
Uiteindelik moet kragstelsels traagheid eksplisiet verskaf deur sinchrone rotors by te voeg (werk onafhanklik van kragopwekking) of deur ander beheerstelsels te voorsien wat vinnig reageer op afwykings in die frekwensie van die kragstelsel. Dit kan gebaseer wees op 'n kombinasie van stoor en gevorderde kragelektronika wat alreeds beskikbaar is.
Streekmarkte binne die nasionale energiemark
Die Nasionale Energiemark funksioneer as vyf onderling verbonde streeksmarkte in die oostelike state: Queensland, Nieu-Suid-Wallis, Victoria, Suid-Australië en Tasmanië. Dit weerspieël die manier waarop die kragstelsels oorspronklik deur staatsowerhede opgestel is.
Die nasionale energiemark kan weens twee belangrike faktore nie as 'n enkele mark met 'n enkele prys funksioneer nie. Dit is nie koste-effektief om kragoordragbeperkings tussen die staatstreke heeltemal te verwyder nie, en elektriese verliese in kragoordrag beteken dat elke ligging 'n ander prys benodig om die impak van hierdie verliese doeltreffend te weerspieël.
As daar groot kragvloei tussen streke is, kan die pryse wissel tot 30% tussen streke as gevolg van verliese. Hoë pryse kom voor wanneer daar 'n kragtekort relatief tot die vraag is. Negatiewe pryse kom voor wanneer die vrag laer is as die minimum stabiele opwekking. Gedurende periodes met hoë pryse (gewoonlik as gevolg van die hoë vraag of, minder gereeld as gevolg van laer kapasiteit), kan daar groter prysverskille voorkom wanneer die interkonneksies hul perke bereik, wat veroorsaak dat die produksie van 'n baie hoë prys in die invoerstreek geprys word.
Die nasionale energiemark werk regoor die ooskus van Australië.
koppel lines
In die lig van die lang afstande in die nasionale energiemark (4000km van einde tot einde, die langste sinchroniese kragstelsel ter wêreld), is daar aansienlike beperkings in die transmissievermoë tussen die staatgebiede. Hierdie beperkings kry spesiale behandeling genaamd “interkonnektore”.
Die marginale kragverliese in hierdie interkonnekte word elke vyf minute bereken om doeltreffende versending van hulpbronne te ondersteun en om te verseker dat die plekpryse in elke streek doeltreffend is en ooreenstem met die heersende vraag en aanbod. Hierdie interkonnekteerders het 'n beperkte kapasiteit (weens oorverhitting en ander faktore), en AEMO bestuur die gebruik daarvan noukeurig om te verseker dat balansering en traagheid oor streke heen voorsien kan word.
Aanvullende dienste en spin reservaat
Aanvullende dienste verwys na 'n verskeidenheid metodes wat die mark benodig vir konsekwente frekwensie- en spanningsbeheer. Dit handhaaf die kwaliteit van die aanbod en ondersteun die stabiliteit van die kragstelsel teen versteurings. Hierdie frekwensiebeheer is nodig tydens normale werking om die voortdurende balans tussen die vraag en aanbod van energie te handhaaf. Vir hierdie doel word sekere opwekkingskapasiteit in reserwe gehou om die produksie op en af te wissel om die totale stelselgenerasievlak aan te pas.
Hierdie verskil tussen die maksimum kraglewering en die laer bedryfsvlak word 'spin reservaat' genoem. Draai reservaat is ook nodig vir die vermindering van die uitset om die skielike ontkoppeling van die las of die skielike toename in sonkrag of windkrag te dek.
Transmissie-opgraderings
Die opgradering van die transmissiestelsel, insluitend die interkonnekteerders, is 'n ingewikkelde reguleringsproses. Oordrag het 'n beduidende waarde in die hele elektrisiteitsvoorsieningsketting van produsente tot verbruikers.
Hierdie waarde is maklik om op enige gegewe oomblik die gegewe elektrisiteitsmarkomstandighede te meet. Maar dit is moeilik om te voorspel wanneer hierdie interkonnekte gebou moet word of vervang moet word, omdat sommige transmissiebates tot 80 jaar kan werk. Belangrike koördinasie is nodig in die beplanning van nuwe beleggings, aangesien die tyd en ligging en tydsberekening van nuwe hernubare opwekkingskapasiteit onseker en veranderlik is.
30-minute-prysoplossingsvensters (en vyf-minute-vensters)
Opwekkers betaal die plekprys vir al hul opbrengste, en verbruikers (via kleinhandelaars) word deur AEMO teen die plekprys vir hul verbruik betaal. Hierdie "verhandelingsprys" word elke 30 minute bereken met die doel om die kontantvloei uit te voer (as 'n gemiddelde van die vyf-minuut se prysprys). Hierdie proses word 'nedersetting' genoem.
Daar is 'n plan om oor die volgende drie jaar na 'n nedersetting van vyf minute te skuif. Dit sal help om meer buigsame hulpbronne (insluitend batterye) te beloon, aangesien dit doeltreffender reageer op die impak van skielike veranderinge in die uitset.
Oor die outeurs
Ariel Liebman, adjunkdirekteur, Monash Energy Instituut vir Materiaal en Stelsels, en Senior Lektor, Fakulteit Inligtingstegnologie, Monash Universiteit en Ross Gawler, senior navorsingsgenoot, Monash Universiteit
Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.
Boeke oor die omgewing van Amazon se lys met topverkopers
"Stille lente"
deur Rachel Carson
Hierdie klassieke boek is 'n landmerk in die geskiedenis van omgewingsbewustheid en vestig die aandag op die skadelike uitwerking van plaagdoders en hul impak op die natuurlike wêreld. Carson se werk het gehelp om die moderne omgewingsbeweging te inspireer en bly vandag relevant, aangesien ons aanhou worstel met die uitdagings van omgewingsgesondheid.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die onbewoonbare aarde: lewe na opwarming"
deur David Wallace-Wells
In hierdie boek bied David Wallace-Wells 'n skerp waarskuwing oor die verwoestende gevolge van klimaatsverandering en die dringende behoefte om hierdie wêreldkrisis aan te spreek. Die boek maak gebruik van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik te gee op die toekoms wat ons in die gesig staar as ons versuim om op te tree.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die verborge lewe van bome: wat hulle voel, hoe hulle kommunikeer? Ontdekkings uit 'n geheime wêreld"
deur Peter Wohlleben
In hierdie boek verken Peter Wohlleben die fassinerende wêreld van bome en hul rol in die ekosisteem. Die boek steun op wetenskaplike navorsing en Wohlleben se eie ervarings as bosbouer om insigte te bied oor die komplekse maniere waarop bome met mekaar en die natuurlike wêreld omgaan.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Ons huis is aan die brand: tonele van 'n gesin en 'n planeet in krisis"
deur Greta Thunberg, Svante Thunberg en Malena Ernman
In hierdie boek bied klimaataktivis Greta Thunberg en haar gesin 'n persoonlike weergawe van hul reis om bewustheid te verhoog oor die dringende behoefte om klimaatsverandering aan te spreek. Die boek bied 'n kragtige en roerende weergawe van die uitdagings wat ons in die gesig staar en die behoefte aan aksie.
Klik vir meer inligting of om te bestel
"Die sesde uitsterwing: 'n onnatuurlike geskiedenis"
deur Elizabeth Kolbert
In hierdie boek ondersoek Elizabeth Kolbert die voortdurende massa-uitwissing van spesies wat deur menslike aktiwiteite veroorsaak word, met behulp van wetenskaplike navorsing en werklike voorbeelde om 'n ontnugterende blik op die impak van menslike aktiwiteit op die natuurlike wêreld te gee. Die boek bied 'n dwingende oproep tot aksie om die diversiteit van lewe op aarde te beskerm.
