Storage via power-to-gas in future energy systems - The need for synthetic fuel storage in systems with high shares of intermittent renewables.
Samenvatting
De toenemende bezorgdheid over de opwarming van de aarde leidt tot drastische veranderingen in het elektriciteitssysteem, zoals de toenemende hoeveelheid zonnepanelen en windturbines. De installatie van zonnepanelen en windturbines op grote schaal vereist een toenemende hoeveelheid flexibiliteitsopties, zoals energieopslag via “power-to-gas” (P2G) om een veilige uitbating van het elektriciteitsnet te garanderen.
Dit proefschrift onderzoekt de nood voor energieopslag via power-to-gas in toekomstige energiesystemen die gedomineerd worden door zonnepanelen en windturbines, en de operationele impact van power-to-gas op het geïntegreerde elektriciteits- en aardgasnetwerk. Dit onderzoek is opgesplitst in drie delen: (i) Onderzoek van de waarde van elektriciteitsopslag voor een investeerder in een gegeven elektriciteitsmarkt. (ii) Identificeren van de omstandigheden die elektriciteitsopslag via P2G noodzakelijk maken. (iii) Indien P2G geïnstalleerd is, evaluatie van de impact van P2G eenheden op de uitbating van zowel het elektriciteitsnetwerk als het aardgasnetwerk.
Verschillende investeringsanalyses bevestigen dat investeringen in P2G economisch optimaal zijn wanneer er een grote hoeveelheid zonnepanelen en windturbines geïnstalleerd zijn, bijvoorbeeld wanneer exogeen een hoge hernieuwbare doelstelling wordt opgelegd of wanneer er een hoge CO2 emissieprijs is in combinatie met het gebrek aan de mogelijkheid tot CO2 berging. Eens P2G geïnstalleerd is, kan het natuurlijk ook worden aangewend voor korte-termijn opslag en het leveren van diensten aan het elektriciteitsnetwerk.
Korte-termijn operationele resultaten tonen aan dat het Belgische aardgasnetwerk voldoende inherente flexibiliteit bezit om de installatie van P2G toe te laten. Het netwerk kan, mogelijks volatiele, gasinjecties van P2G opvangen zonder dat de normale uitbating van traditionele gasleveranciers beïnvloed wordt.
