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120 Gigawatt Energiespeicher Bis 2050: Das Haben Wir
120 Gigawatt Energiespeicher Bis 2050: Das Haben Wir

Video: 120 Gigawatt Energiespeicher Bis 2050: Das Haben Wir

Video: 5 Energiespeicher für die Zukunft der Energiewende 2022, Dezember
Anonim

Die Hits kommen immer wieder auf die Interessenvertreter fossiler Brennstoffe in den Vereinigten Staaten, und die Schläge kommen aus der Richtung der Energiespeicherung. Lithium-Ionen-Batterien helfen bereits in einigen Märkten dabei, erneuerbare Energien mit fossiler Energie zu konkurrieren, und das ist nur der Anfang. Die nächste Generation von Energiespeichern wird weit über die Möglichkeiten der heutigen Li-Ionen-Technologie hinausgehen, da Bundesenergieexperten ein Ziel von 120 Gigawatt Speicherkapazität bis 2050 ins Auge fassen.

Energiespeicher Solarstrom
Energiespeicher Solarstrom

Dieses massive Solar-Plus-Energiespeicherprojekt auf Hawaii wurde zuerst im National Renewable Energy Laboratory in Colorado getestet.

Li-Ionen-Energiespeicher Gut, etwas anderes besser El

Das Aufkommen kostengünstiger Energiespeicher ist ein wahrer Gamechanger für erneuerbare Energien. Vor etwa 15 Jahren betrachteten Experten des National Renewable Energy Laboratory ein ehrgeiziges Szenario von 20 % Durchdringung. Heute sagen sie, dass 80% oder mehr erneuerbare Energien machbar und 100% denkbar sind.

Das wird von der nächsten Generation der Energiespeichertechnologie abhängen.

Pumpspeicherkraftwerke sind derzeit die einzige Möglichkeit zur Massenspeicherung auf dem Markt. Abgesehen davon regieren nach wie vor Lithium-Ionen-Batterien.

Anfang dieser Woche hat sich NREL eingehend mit dem Stand der Batterietechnologie befasst und erklärt, warum der Markt für Energiespeicher über das hinausgehen muss – und warum er es auch tun wird.

Lithium-Ionen-Batterien sind soweit gut, aber der Durst des Landes nach saisonaler und Tagesklimatisierung treibt immer noch den Markt für Erdgas-„Peak“-Anlagen an.

So kann beispielsweise ein Solar-plus-Speicher-Setup mit Li-Ionen-Batterien die Betriebskosten für Gewerbegebäude unter Umständen weit unter die Netzpreise drücken, aber eine aktuelle NREL-Studie ergab keinen pauschalen Kostenvorteil.

Zudem gilt der Kostenvorteil nur während des Ladezyklus des Lithium-Ionen-Akkus von etwa vier Stunden.

Energiespeicherung: Folgen Sie dem Geld

Das Energieministerium zählt bereits fast 700 Energiespeicherprojekte in der Pipeline oder in den USA. Abgesehen von Pumpwasserkraftwerken, die unter anderem Wärmespeicher, Kaltwasser (in der Nacht Eis herstellen und tagsüber zur Kühlung verwenden) und „Wasserspaltung“zur Herstellung von erneuerbarem Wasserstoff umfassen.

Im Moment ist man sich einig, dass in naher Zukunft weiterhin schlichte Pumpspeicherkraftwerke dominieren werden:

„Pumpspeicherwasserkraft ist das Rückgrat der Speicherkapazität des Landes. In der Vergangenheit wurde es verwendet, um große, unflexible Stromerzeuger in das Stromnetz einzubinden. Derzeit wird Pumpspeicherung verwendet, um große Mengen erneuerbarer Energie in das Netz zu integrieren, und dient als Basistechnologie, die sowohl die Zuverlässigkeit verbessert als auch die Kosten senkt.“

Der Engpass bei Pumpspeicherkraftwerken ist aus Sicht von NREL finanzieller Natur. Es kann 8-10 Jahre dauern, ein Pumpwasserkraftwerk zu bauen, aber der heutige Strommarkt bewegt sich viel schneller.

Mit dem Geld im Hinterkopf hat das Energieministerium kürzlich eine Forschungs- und Entwicklungsarbeit für Pumpspeicherkraftwerke gestartet, die darauf abzielt, die Bauzeit zu halbieren und gleichzeitig Kosten und Risiken zu reduzieren.

In der Zwischenzeit setzen Pumpspeicherfans ihre Hoffnungen auf das Gordon Butte Pumpspeichersystem in Montana. Bisher war das Design von Pumpspeicherkraftwerken standortspezifisch und erforderte bei jedem Projekt eine Neuerfindung des Rades.

Das Gordon Butte-Projekt wurde entwickelt, um die Replikation an anderen Standorten zu ermöglichen, wodurch möglicherweise viel Geld gespart wird.

Was ist mit Wasserstoff-Energiespeicherung?

Ja, was ist damit?

Nun, NREL geht davon aus, dass die Wasserstoffspeicherung irgendwann „die kostengünstigste Methode sein wird, um Strom für mindestens eine Woche zu halten und zu entladen“.

Das übertrifft sicherlich gepumpte Wasserkraft. Das Gordon Butte-Projekt zum Beispiel soll acht Stunden Speicher bieten, was besser ist als Li-Ionen-Batterien, aber nicht einmal annähernd einen Tag, geschweige denn eine Woche oder mehr.

Um es klar zu sagen, Energiespeicherung ist keine Einheitsgröße. Unabhängig von allem, was sich im Bereich des erneuerbaren Wasserstoffs tut, gibt es im US-Stromnetz noch viel Raum für den Ausbau von Pumpwasserkraftwerken sowie für den Einstieg in Druckluft und andere aufstrebende Speicherplattformen.

NREL geht jedoch davon aus, dass die Forscher gerade erst begonnen haben, transformative Ansätze zu erschließen, die die Kosten für erneuerbaren Wasserstoff (aus Wasser statt aus Erdgas gewonnen) weit unter das aktuelle Niveau bringen werden.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Wasserstoffspeicherung nicht unbedingt einen großen Footprint benötigt.

NREL macht auf ein besonders interessantes erneuerbares Wasserstoffprojekt aufmerksam, das in den Trend zum Repowering von Windparks passt.

Das von NREL selbst patentierte neue System würde erneuerbaren Wasserstoff in Stahlwindturbinentürmen erzeugen und speichern.

CleanTechnica wendet sich an NREL, um ein Update zu diesem neuen Wasserstoff-Windturm-Hybrid zu erhalten, also bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren.

Foto (ausgeschnitten): „Die AES Corporation mit Sitz in Virginia hat am südlichen Ende der hawaiianischen Insel Kauai das weltweit größte Solar-plus-Speicher-System installiert. Eine verkleinerte Version wurde zuerst am NREL getestet.“Foto von Dennis Schroeder über NREL.

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