Op dagelijkse basis kunnen zonnecentrales zo'n verstorende invloed hebben op de elektriciteitsstromen van het systeem dat nutsbedrijven gedwongen zijn om mogelijkheden te ontwikkelen om de output van andere bronnen snel te beperken en overtollige stroom op te slaan voor later gebruik.
Die resulterende flexibiliteit en opkomende vindingrijkheid in de hele energiesector helpt op zijn beurt om de wereldwijde energietransitie te versnellen door elektriciteitssystemen te dwingen om efficiënter om te gaan met grote schommelingen in de productie van schone energie.
Nu de aanvoer van alle vormen van hernieuwbare energie snel zal toenemen, zullen nutsbedrijven die vandaag leren om het volume van zonne-energie binnen productiesystemen te maximaliseren, het best geplaatst zijn om de verdere evolutie van energiesystemen in de komende decennia te helpen aandrijven.
SCHONER, MAAR VOLATIELER
Geen enkele andere schone energiebron komt in de buurt van de mogelijkheden en uitdagingen die de snel groeiende voorraden zonne-energie met zich meebrengen.
Het totale aandeel van zonne-energie in de stroomproductie van de VS mag dan momenteel klein zijn, maar het groeit snel, met een productiegroei van 155% tussen 2018 en 2023, volgens de U.S. Energy Information Administration (EIA).
Ter vergelijking: de productie van windenergie groeit in dezelfde periode met 56% en die van aardgas met 22,4%.
Om tegemoet te komen aan de groeiende aanvoer van hernieuwbare energie en om de toezeggingen na te komen om de uitstoot van de energiesector te verminderen, hebben de Amerikaanse nutsbedrijven de productie van kolengestookte energie tussen 2018 en 2023 met 41% verminderd, waardoor het aandeel van kolen in de energiemix is gedaald van ongeveer 30% naar 16%.
Maar door zo'n groot deel van de basislaststroom uit steenkool te vervangen door groeiende hoeveelheden intermitterende hernieuwbare stroom uit zonneparken, is het Amerikaanse elektriciteitssysteem de afgelopen vijf jaar zowel volatieler als schoner geworden.
MAAK WEG!
Het elektriciteitssysteem van Californië is het beste voorbeeld van de volatiliteit die het gevolg is van de snelle toename van de opwekking van zonne-energie.
Als grootste producent van zonne-energie in de VS heeft Californië de productie van zonne-energie tussen 2018 en 2023 met 72% opgevoerd, en vertrouwt het op zonne-energie voor ongeveer 28% van de elektriciteitsvoorziening, volgens de energie-denktank Ember.
De staat is ook goed voor ongeveer 25% van de nationale elektriciteitsvoorziening uit zonne-energie.
Maar het is een blijvende uitdaging om de overvloedige zonneschijn in de staat om te zetten in bruikbare elektriciteit zonder de energiemarkten te verstoren.
Toen er de afgelopen tien jaar steeds meer zonnecentrales op het Californische elektriciteitsnet werden aangesloten, kwamen de stroomprijzen in de staat steeds meer onder druk te staan tijdens het midden van de dag, wanneer de zonne-energieproductie piekt.
Een bijkomend probleem is dat de piekperiode van de zonneproductie overlapt met wat traditioneel de laagste periode voor de vraag van het systeem is, zodat elektriciteitsbedrijven gedwongen werden om de elektriciteitsprijzen te verlagen om de behoeften van het systeem in evenwicht te houden totdat de zonneproductie later op de dag afnam.
De resulterende "Duck Curve" vorm van elektriciteitsprijzen werd de afgelopen jaren een bekend fenomeen, waarbij de onbedoelde verstoring van de marktdynamiek door een overschot aan zonne-energie in 2023 breed werd uitgemeten door tegenstanders van de energietransitie.
Het volume van de Californische zonneproductie is tot nu toe verder toegenomen in 2024, met een zonnestroomproductie die tot 23 mei 27% hoger lag dan in dezelfde periode in 2023, volgens gegevens van LSEG.
De ongelijke verdeling van deze productie veroorzaakt dagelijkse verstoringen in de energieopwekkingsmix van de staat, waarbij zonne-energie 0% van de energieopwekking uitmaakt vóór zonsopgang tot meer dan 70% tijdens de zonnigste uren van de dag.
En de elektriciteitsprijzen in Californië blijven zwaar onder druk staan tijdens de piekuren van de zonne-energieproductie, en worden routinematig negatief gedurende perioden wanneer het marktprijsmechanisme de vraag probeert te lokken en productie uit andere bronnen probeert af te schrikken.
BATTERIJSTEUN
Om de impact van het onevenwicht in het systeem, veroorzaakt door de ongebreidelde productie van zonne-energie, te verlichten, hebben de Californische nutsbedrijven netwerken van accu's op nutsschaal opgezet die het overschot aan stroom kunnen absorberen tijdens de piekperiodes van de zonne-energieproductie, om ontladen te worden als de zon ondergaat.
Het netwerk van accu's wordt nog steeds uitgebouwd, maar is al goed voor ongeveer 20% van de systeembehoeften van Californië tijdens de piekperiode net nadat de zonne-energieproductie stopt en wanneer mensen die terugkomen van het werk de vraag naar elektriciteit in huishoudens aanzwengelen.
De accu's zorgen er ook voor dat Californië minder energie hoeft te importeren tijdens deze piekperioden, waardoor de regionale stroomdruk afneemt en Californië minder afhankelijk wordt van buurlanden voor de levering van energie.
Het batterijsysteem van Californië fungeert ook als leermiddel voor andere elektriciteitsnetwerken die ook worstelen met de gevolgen van een te snelle toevoer van te veel zonne-energie.
En samen met een breder gebruik van slimme energiemeters - die consumenten aanmoedigen om meer stroom te verbruiken wanneer de voorraad het grootst is - leren alle Amerikaanse nutsbedrijven belangrijke manieren om de snelle groei van de zonne-energieproductie op te vangen en zich voor te bereiden op verdere vooruitgang in de energietransitie.
< De hier geuite meningen zijn die van de auteur, een columnist voor Reuters.>
