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Energiespeicher für Gebäude

Einführung

Die ganze Welt bewegt sich jetzt in Richtung erneuerbarer Energie. Europa hat sich zum Ziel gesetzt, 20% seiner Energie aus erneuerbaren Technologien zu beziehen, und Großbritannien ist gesetzlich verpflichtet, bis 2020 15% seines Energiebedarfs aus erneuerbaren Quellen zu haben.

Obwohl wir die Energieversorgung durch Wind- und Sonnenenergie erhöhen können, können die politischen Entscheidungsträger nicht befehlen, dass die Sonne scheint oder der Wind wehen soll, wenn wir die Energie benötigen. Dies führt dazu, dass wir uns allein auf die Elemente verlassen können Ungleichheit bei Angebot und Nachfrage. Das Wachstum des Anteils erneuerbarer Energie im Energiemix lässt vermuten, dass wir eine unvorhersehbare und intermittierende Stromerzeugung erleben könnten. Dies hat das Potenzial, eine Instabilität im Netz zu verursachen, die die Stromqualität beeinträchtigt, die Bedarfsspitzen nicht gedeckt werden und alles, was darüber hinausgeht, gedämpft wird.

Das Anpassen der Erzeugung an die Nachfragekurve ist kein Problem, das für die Verwendung zustandskritischer erneuerbarer Technologien einzigartig ist. Es ist auch für die Erzeugung durch bestehende Kraftwerke relevant. Die Spitzenzeit für die Nachfrage liegt zwischen 16.00 und 20.00 Uhr, wenn die Leute von der Arbeit nach Hause kommen und ihr Abendessen zubereiten. Die ersten 2 Stunden dieser Periode sind die kritischsten, da sie sich mit dem Ende des Arbeitstages überschneiden.

Die Bedarfssteuerung mit intelligenten Zählern und Elektrofahrzeugen kann helfen, die Last zu verschieben. Es wird jedoch eine Änderung des Verbraucherverhaltens mit sich bringen. Solche Veränderungen brauchen einen Stimulus; Dies könnte sich aus der Installation von intelligenten Zählern ergeben, der Einsatz von intelligenten Zählern in Europa und den USA und insbesondere in Großbritannien liegt jedoch hinter dem ursprünglichen Zeitplan.

Glättung der Angebotskurve

Die Speicherung der überschüssigen Energie aus Spitzenerzeugungsperioden für die spätere Nutzung scheint die direkteste Antwort auf dieses Problem zu sein und wird in der Veröffentlichung der Elektrizitätsmarktreform der britischen Regierung als Teillösung genannt, jedoch gibt es viele verschiedene Arten von Energiequellen Energiespeichertechnologien.

Bild: Kosten- und Leistungsvergleich von Energiespeichertechnologien.

Die Wahl zwischen Technologien hängt von der Speicherkapazität und der Entladezeit (Reaktionszeit) aus Performance-Sicht ab. Aus Sicht des Anlegers wird es wahrscheinlich von den Lagerkosten und dem Return on Investment (ROI) bestimmt. Bei der Energiespeicherung im Netzmaßstab ist gepumptes Wasserkraftwerk in den USA und in Europa bislang das am weitesten verbreitete. Bei anderen neueren Technologien wie Batterien fehlt uns immer noch ein positiver Business Case zur Unterstützung der Investition. Dies liegt nicht nur an den anfänglich hohen Kosten für neue Technologien. Das derzeitige Marktumfeld kann keinen echten Wert für Energie und Speicher liefern. Dies führt zu einem mangelnden Interesse der Anleger.

Die Europäische Kommission erkennt an, dass Energiespeicherung für eine stärkere Nutzung erneuerbarer Energien erforderlich ist und ein Supernetz nicht ohne Energiespeicherung auskommen kann. Was wir von der EG brauchen, sind Normen und Vorschriften und das Wichtigste - ein realisierbares Geschäftsmodell für die Energiewirtschaft.

Versuche

Die weltweit größten Li-Ion-Batterien mit 32 MW Speicherkapazitäten wurden in West Virginia, USA, neben einem Onshore-Windpark installiert, um eine schnelle Frequenzregulierung des Netzes zu gewährleisten.

Im Osten Englands wird ein 6-MW-Li-Ion-Akku installiert. Dieses Projekt erhielt 20 Millionen Pfund aus Ofgems Low Carbon Network Fund. Sobald es fertig ist, wird es das größte Batteriespeichersystem in Europa werden.

In Großbritannien prüfen wir auch das Potenzial der Verwendung von verflüssigter Luft als Speichermedium. Seit April 2010 ist eine 350 kW-Pilotanlage von Scottish and Southern Energy (SSE) in Betrieb. Das Prinzip dieser Speichermethode ist das Verdichten und Abkühlen der Luft in flüssiger Form zur Speicherung. Die Vorteile dieser Methode sind:

  • Geringes Risiko, da es sich um eine ausgereifte Komponente handelt, die zu einem neuen Prozess zusammengefügt wird.
  • Die Bereitstellung von großem Speicher, wenn kleinere Standorte erforderlich sind.
  • Keine Einschränkung der geografischen Lage der Anlage und der gespeicherten Energie.
  • Verflüssigte Luft ist transportabel.

Eine andere Speichertechnologie, die auch ein hohes Potenzial haben wird, ist Power-to-Gas (P2G). P2G wandelt überschüssige erneuerbare Energie durch Elektrolyseprozess in erneuerbare Energie, Brennstoff oder Wärme um. Bei der Elektrolyse entsteht Wasserstoff oder synthetisches Erdgas, das direkt in die Gasleitung injiziert, als Brennstoff vor Ort verteilt oder zur Erzeugung von Methan und Wärme weiterverarbeitet werden kann. Diese Speichermethode eignet sich für Länder wie Deutschland und Großbritannien, in denen sowohl in der Industrie als auch in Privathaushalten ein hoher Gasverbrauch besteht.

Könnte die Zukunft die Vergangenheit sein?

Manchmal sind wir zu fokussiert auf neue Technologien und übersehen herkömmliche Technologien. Wärmespeicher nutzen wir bereits seit einigen Jahren. Nachtspeicherheizungen sind eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, Energie zu speichern. Eine von Glen Dimplex und SSE durchgeführte Studie zur Bewertung des Potenzials von intelligenten elektrischen Speichersystemen (SETS) hat gezeigt, dass SETS durch den Einsatz moderner elektronischer Steuerungs- und Steuerungsfunktionen einen Effizienzgewinn von 20% im Vergleich zum aktuellen Nachtspeicher erzielen kann.

SETS hat das Potenzial, einen steuerbaren Bedarf von 55 GW bereitzustellen, wenn alle Nachtspeicherheizungen in der EU-27 ausgetauscht werden, verglichen mit der derzeitigen Speicherkapazität von 51 GW.

Wissenschaftler und Ingenieure arbeiten sehr intensiv an verschiedenen Speichertechnologien. Was fehlt, ist eine klare Richtung der politischen Entscheidungsträger, um den richtigen Rahmen zu schaffen, der es den Anlegern ermöglicht, den wahren ROI zu erkennen. Dann können wir unserem Streben nach einem CO2-armen Netzwerk näher kommen und auf die Versorgungssicherheit vertrauen.


Dieser Artikel erschien ursprünglich in der Februar 2014-Ausgabe des Delta T-Magazins von BSRIA. Es wurde von Gambi Chiang, Senior Consultant, Intelligent Building Controls und BSRIA Worldwide Market Intelligence, geschrieben. Es wurde hier veröffentlicht von --BSRIA 10:18, 9 December 2014 (UTC)

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