Warum alle über Energiespeicherung sprechen

Alevo-Gridbank

Seit es den Regierungen ernst ist, erneuerbare Energien zu entwickeln, behaupten die Neinsager, es sei ein Wunschtraum — schließlich scheint nicht immer die Sonne oder der Wind weht nicht immer. Die aufgeworfenen Fragen führen immer wieder auf Energiespeicher zurück.

Wir haben Ideen gesehen, wie erneuerbare Energien in ausreichendem Umfang und zu günstigen Preisen gespeichert und bei höherem Bedarf wieder verwendet werden können — von Windkraftanlagen mit Batteriespeicher bis hin zur Netz-Fahrzeug-Technologie, bei der die Batterien von Elektroautos als Zwischenspeicher verwendet werden, um das Netz zu ergänzen . Diese Konzepte sind jedoch nur der Anfang.

Tatsächlich geht aus einem kürzlich veröffentlichten Bericht hervor, dass die Einnahmen aus dem dezentralen Energiespeichermarkt — das heißt Akkus und andere Speichergeräte, die sich direkt in Privathaushalten und Unternehmen befinden (von denen viele jetzt Strom durch Sonnenenergie erzeugen) — bis 2024 mehr als 16,5 Milliarden US-Dollar betragen könnten. Ein anderer Bericht prognostiziert 68 Milliarden US-Dollar Umsatz im selben Zeitraum auf dem Markt für netzbasierte Speicher. Dazu gehören großvolumige Batteriepacks, Hydrospeichersysteme, die mit viel billigem Strom Wasser bergauf pumpen, um später Turbinen anzutreiben, oder sogar Solarthermieanlagen, die Energie als Wärme in Salzschmelze speichern.

Dies ist eine sich schnell verändernde Landschaft. Hier sind einige der neuesten Entwicklungen im Bereich Energiespeicherung aufgeführt, die es wert sind, im Auge behalten zu werden.

Aus einer ehemaligen Tabakfabrik wird eine Milliarden-Dollar-Batteriefabrik

Alevo-Werk in Concord, North Carolina

Als das Philip Morris-Werk in der Nähe von Concord, North Carolina, geschlossen wurde, war die Gemeinde am Boden zerstört. Es ist keine Übertreibung zu behaupten, dass die Nachricht, dass die Anlage zu einem Startup mit einer Milliarde US-Dollar im Grid-Maßstab für Batterien führen sollte, im Bundesstaat Tarheel mit großer Begeisterung aufgenommen wurde. Das von anonymen Schweizer Investoren finanzierte Unternehmen Alevo, das von dem norwegischen Unternehmer Jostein Eikeland geleitet wird, soll in "Stealth" Entwicklungsmodus für über 10 Jahre. Derzeit wird ein ehrgeiziger Rollout vorbereitet, von dem Hunderte geplant sind "GridBank" Bis Ende 2015 sollen Energiespeicher- und Analyseeinheiten verfügbar sein. Innerhalb der ersten drei Jahre sollen 2.500 Arbeitsplätze geschaffen werden.

Jede GridBank besteht aus Lithiumferrophosphat- und Graphitbatterien mit einer Speicherkapazität von 1 MWh und einem Analysesystem zur Optimierung der Aufladung. Alevo behauptet, dass die GridBanks rund um die Uhr laufen können, innerhalb von 30 Minuten aufgeladen werden können, eine Lebensdauer von 40.000 Ladevorgängen haben und ein geringeres Brandrisiko haben als Lithium-Ionen-Batterien. Ein Großteil des anfänglichen Fokus des Unternehmens scheint auf Netzbetreibern und Eigentümern konventioneller Kohlekraftwerke zu liegen, die dabei helfen, effizienter zu fahren. Tatsächlich könnten laut Alevo 30 Prozent der Energie eingespart werden, die Energieversorger derzeit verschwenden. Mit Netzbetreibern in China und der Türkei bestehen bereits Verträge, weitere Entwicklungen werden erwartet.

Die fiskalischen Konservativen von North Carolina begrüßten auch die Tatsache, dass das Alevo-Werk mit steuerfreien Anreizen oder anderen finanziellen Süßungsmitteln von der Regierung angekommen war.

EOS sammelt 15 Millionen US-Dollar für kostengünstige Speicherung im Grid-Maßstab 

Wie bei jeder sauberen Energietechnologie ist es Teil des Puzzles, wann und ob Batterien auf reiner Kostenbasis mit der Erzeugung fossiler Brennstoffe konkurrieren können. Laut EOS, einem Unternehmen, das gerade 15 Millionen US-Dollar von geplanten 25 Millionen US-Dollar für die Entwicklung seiner netzbasierten Batteriespeichertechnologien gesammelt hat, ist es jetzt soweit. Laut Forbes, Vice of Business Development bei EOS, erklärte Philippe Bouchard, dass sich einige Unternehmen auf Folgendes konzentrieren EOS hat sich stattdessen für Hightech-Materialien und Technologien aus dem Weltraum entschieden, die sich auf Einfachheit und Skaleneffekte konzentrieren:

Die Innovation von EOS bei Batterien beruht auf einer radikalen Kostenreduzierung durch einfaches Design und die Verwendung kostengünstiger Materialien. Unsere neuartige Chemie für Zink-Hybrid-Kathodenbatterien besteht aus Metallstromkollektoren, Salzwasserelektrolyten, einer Kohlenstoffkathode, kostengünstigen Katalysatoren und Kunststoffrahmen. Obwohl mehr als 600 Patentansprüche aus Dutzenden von Patenten zu unserer „geheimen Soße“ beitragen, handelt es sich bei allen um kostengünstige Herstellungsmethoden.

Durch die Verwendung dieser kostengünstigen Materialien, so Bouchard, kann EOS die teuren Reinräume anderer Hersteller umgehen und stattdessen seine Batterien konstruieren "mit Geräten aus der Lebensmittelindustrie im Gegenwert einer Maschinenhalle." Bei einem Preisziel von 160 USD pro Kilowattstunde bedeutet dies, dass es mit den teuren und ineffizienten Unternehmen konkurrieren kann "Gipfelpflanzen," die oft nur wenige Stunden am Tag in Betrieb sind und dennoch überproportional viel CO2 verschmutzen. (Siehe die folgenden Abbildungen zur CO2-Erzeugung.)

CO2-Erzeugung

Deutschland treibt dezentrale Energiespeicherung massiv voran

Deutschland hat sich bereits als Weltmarktführer in den Bereichen Solarenergie und erneuerbare Energien erwiesen, aber Skeptiker sagen, dass diese Führung zu teuer ist. Der Betrieb des Energieversorgungsnetzes des Landes wird immer kniffliger, da intermittierende Sonnen- und Windenergie einen größeren Anteil am Energiemix haben. Aber hier kommt die Speicherung ins Spiel. Nach einschneidenden Experimenten mit Akkuspeichern im Netzmaßstab setzt die Bundesregierung auch auf verteilte Akkuspeicher für Privathaushalte. Im ersten Jahr eines staatlichen Subventionsprogramms wurden über 4.000 Systeme installiert. Da die Subventionen für Solarenergie allmählich zurückgehen, wird die Speicherung im Netzmaßstab dazu beitragen, die Wirtschaftlichkeit der Eigenheimbesitzer zu verbessern, indem sie mehr von ihrem eigenen Strom verbrauchen können. Da einige Deutsche bereits Mini-Rechenzentren beherbergen, um ihre Häuser zu heizen, wird die Vision eines wirklich verteilten Energiesystems für viele Bürger immer greifbarer. Das Speichern der eigenen Kraft ist ein logischer nächster Schritt.

Das kalifornische Energieversorgungsunternehmen wählt Energiespeicherung gegenüber fossilen Brennstoffen

Wie die New York Times kürzlich berichtete, hat Edison in Südkalifornien einige Kernreaktoren stillgelegt und plant, einige Erdgasblöcke wegen Problemen mit den Kühlsystemen abzuschalten. Daher forderte das Energieversorgungsunternehmen Energiespeicherprojekte und gasbefeuerte Anlagen, die dazu beitragen könnten, die Kapazitätslücke zu schließen, die diese Stilllegungen hinterlassen. Die Ergebnisse waren laut The Times überraschend:

Auf der Suche nach einer Leistung von 2.221 Megawatt, die ungefähr der Größe von zwei großen Kernkraftwerken entspricht, wählte das Energieversorgungsunternehmen 264 Megawatt Speicher, eine enorme Menge für das, was immer noch als junge Technologie gilt. «Es ist viel mehr, als wir für wahrscheinlich gehalten haben», sagte Colin Cushnie, Vice President für Energiebeschaffung und -management des Energieversorgers. Das entspricht ungefähr dem Vierfachen des gesamten Speichers, den das Unternehmen derzeit in Betrieb oder im Bau hat.

Neben der herkömmlichen Batteriespeicherung erhielt ein Unternehmen namens Ice Energy einen Vertrag über einen Gegenwert von 25,6 MW Speicher. Im Gegensatz zu Batterien verwendet Ice Energy nachts billige Energie, um Eis zu erzeugen, wenn die Temperaturen niedrig sind, und verwendet dieses Eis dann, um Gebäude tagsüber zu kühlen, wenn die Energiepreise hoch sind.

Japan kündigt 779 Millionen US-Dollar für die Unterstützung verteilter Batteriespeicher an

Nach der Katastrophe von Fukushima in Japan gab es einen großen Schub für mehr Solarenergie. So sehr, dass die Energieversorger Bedenken hinsichtlich der Integration von so viel verteilter, intermittierender Energie aufkommen ließen. Wie Cleantechnica berichtet, ist das Ergebnis ein interessanter Wendepunkt auf der Roadmap für saubere Energie: Japan erlaubt den Energieversorgern, die Vergütung auf die Anbieter erneuerbarer Energien zu beschränken, wenn ihr Strom nicht vorhanden ist benötigt, bietet aber gleichzeitig einen wichtigen Anreiz, den verteilten Batteriespeicher zu erhöhen. Wie genau sich dies auswirkt, bleibt abzuwarten, aber ich vermute, dass die langfristigen Auswirkungen sich positiv auf saubere Energie auswirken werden. Immerhin sind die Kosten für Solarenergie bereits stark rückläufig, wodurch Subventionen und Versorgungs- vergütungen immer weniger an Bedeutung gewinnen, während sich die verteilte Batteriespeicherung in einem jungen Stadium befindet. Mit zunehmender Verbreitung und Erschwinglichkeit von Batteriespeichern wird jedoch die Notwendigkeit für saubere Energieerzeuger, ihre Energie überhaupt an das Stromnetz zu verkaufen, weiter eingeschränkt, und sie erhalten mehr Macht darüber, wann und ob dies erforderlich ist.

Ein Zusammenfluss von Technologien

Diese Fortschritte bei der Energiespeicherung versprechen eine enorme Steigerung der Erzeugung erneuerbarer Energien, sind jedoch nur ein Teil eines viel größeren und vielversprechenderen Bildes. Egal, ob es sich um die Verbreitung intelligenter Thermostate handelt oder um das Wachstum von Nachfragesteuerungssystemen, die die Energieverbraucher dafür entschädigen, dass sie keine Energie verbrauchen. Unsere Fähigkeit, den Energieverbrauch zu begrenzen und zu steuern, entwickelt sich von Tag zu Tag. Wenn Sie diese Funktionen zu immer billigeren erneuerbaren Energien und Energiespeichern sowie zu den steigenden Kosten der konventionellen Erzeugung fossiler Brennstoffe hinzufügen, haben Sie alle Voraussetzungen für eine signifikante Veränderung des gesamten Energiesystems.

Mögen wir in interessanten Zeiten leben.

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