스탠포드가 주도한 연구에서는 담수화 플랜트부터 폐수 처리 시설에 이르기까지 수자원 시스템이 재생 에너지를 보다 저렴하고 신뢰할 수 있게 만드는 데 어떻게 도움이 될 수 있는지 보여줍니다.그만큼공부하다,9월 27일에 출판됨자연수, 전력망 공급과 수요의 균형을 유지하기 위해 물 시스템이 에너지 사용을 조정하는 방법을 측정하는 프레임워크를 제시합니다.

"우리가 순 제로에 도달하려면 수요 측면의 에너지 솔루션이 필요하며 물 시스템은 아직 개발되지 않은 자원입니다."라고 연구 수석 저자이자 환경 공학 박사인 Akshay Rao가 말했습니다.스탠포드 공과대학 학생.

"우리의 방법은 물 운영자와 에너지 관리자가 이러한 인프라 시스템을 조정하여 탈탄소화 및 물 신뢰성 목표를 동시에 달성하는 방법에 대해 더 나은 결정을 내리는 데 도움이 됩니다."

그리드가 더 많이 의존함에 따라재생 가능 에너지풍력, 태양광과 같은 에너지원을 활용하여 에너지 공급과 수요의 균형을 맞추는 것이 점점 더 어려워지고 있습니다.일반적으로 배터리와 같은 에너지 저장 기술이 이를 지원하지만 배터리는 가격이 비쌉니다.대안은 물 운반 및 처리 제공자와 같은 대량 소비자의 수요 측면 유연성을 촉진하는 것입니다.

Rao와 그의 공동 저자에 따르면, 국가 전력의 최대 5%를 사용하는 물 시스템은 실시간 에너지 요구에 맞춰 작동을 조정함으로써 배터리와 유사한 이점을 제공할 수 있습니다.

유연성을 위한 프레임워크

이러한 잠재력을 실현하기 위해 연구원들은 전력망 운영자와 물 시스템 운영자의 관점에서 물 시스템의 에너지 유연성 가치를 평가하는 프레임워크를 개발했습니다.

프레임워크는 이러한 값을 다음과 같은 다른 그리드 규모 에너지 저장 솔루션과 비교합니다.리튬 이온 배터리에너지 수요가 낮은 기간에 전기를 저장했다가 수요가 가장 많은 기간에 전기를 방출하는 것입니다.또한 이 프레임워크는 중요한 인프라 시스템을 사용하여 에너지 유연성을 제공하는 데 관련된 신뢰성 위험, 규정 준수 위험, 자본 업그레이드 비용 등 다양한 요소를 고려합니다.

연구원들은 해수 담수화 플랜트, 물 분배 시스템 및폐수 처리장.그들은 또한 캘리포니아, 텍사스, 플로리다 및 뉴욕의 공공 시설의 다양한 관세 구조와 전기 요금의 영향을 조사했습니다.

그들은 이러한 시스템이 수요가 가장 많은 시간대에 에너지 사용의 최대 30%를 전환하여 상당한 비용을 절감하고 전력망에 대한 부담을 완화할 수 있다는 사실을 발견했습니다.담수화 플랜트는 회수되는 물의 양을 조정하거나 전기 가격이 높을 때 특정 운영을 중단함으로써 이러한 종류의 에너지 유연성에 대한 가장 큰 잠재력을 보여주었습니다.

연구진에 따르면 이 프레임워크는 전력망 운영자가 다양한 수자원 시스템에서 에너지 유연성 자원을 평가하고 이를 다른 에너지 유연성 및 에너지 저장 옵션과 비교하며 에너지를 수정하거나 가격을 책정하는 데 도움이 될 수 있습니다.이 접근 방식은 또한 급격하게 변화하는 전력망 시대에 수도 시설 운영자가 발전소를 설계하고 운영하는 방법에 대해 더 많은 정보를 바탕으로 재정적 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 연구는 또한 에너지 가격 책정이 이러한 이점을 최대한 활용하는 데 얼마나 중요한지 강조합니다.유연성.하루 중 서로 다른 시간대에 서로 다른 에너지 요금을 지불하는 물 시스템은 가장 큰 이점을 얻을 수 있습니다.시설에서는 유틸리티에서 제공하는 에너지 절약 프로그램의 일환으로 전력망에 스트레스를 줄 때 에너지 사용을 줄여 추가 수익을 창출할 수도 있습니다.

"우리의 연구는 물과 에너지 관리자에게 더 현명한 선택을 할 수 있는 도구를 제공합니다"라고 Rao는 말했습니다."올바른 투자와 정책으로물 시스템재생 에너지로의 전환을 보다 원활하고 저렴하게 만드는 데 핵심적인 역할을 할 수 있습니다."

SLAC 국립 가속기 연구소(SLAC National Accelerator Laboratory)의 광자 과학 부서 부교수인 Meagan Mauter가 이 논문의 수석 저자입니다.그녀는 또한 스탠포드 우즈 환경 연구소와 프리코트 에너지 연구소의 선임 연구원이자 화학 공학과의 부교수이기도 합니다.