Lithium-Batteriepaket für die Energiespeicherung im Versorgungsmaßstab
Die Zukunft der Energiespeicherung
Die Bedeutung der Energiespeicherung nimmt unbestreitbar zu, wobei in den nächsten fünf Jahren ein exponentielles Wachstum erwartet wird. Die Vorteile von ESS sind enorm. Sie können die Bereitstellung variabler oder intermittierender Ressourcen wie Wind und Sonne glätten, indem sie überschüssige Energie speichern, wenn der Wind weht und die Sonne scheint, und sie später liefern, wenn sie am dringendsten benötigt wird. Sie können bei Störungen Notstrom liefern. Letztendlich verbessern ESS die Zuverlässigkeit und Belastbarkeit, helfen bei der Integration von Erzeugungsquellen und helfen, Umweltauswirkungen zu reduzieren.
Batteriespeichersysteme im Versorgungsmaßstab werden eine Schlüsselrolle bei der Erleichterung der nächsten Stufe der Energiewende spielen, indem sie größere Anteile von VRE ermöglichen.
Für Anlagenbetreiber können Batteriespeicher Netzdienstleistungen wie Frequenzgang, Regelreserven und Ramp Rate Control bereitstellen. Es kann auch Investitionen in Spitzenerzeugung und Netzverstärkungen aufschieben. Batteriespeichersysteme im Versorgungsmaßstab können eine stärkere Durchdringung variabler erneuerbarer Energien in das Netz ermöglichen, indem sie die überschüssige Erzeugung speichern und die Leistung erneuerbarer Energien stabilisieren.
Darüber hinaus tragen Batterien, insbesondere in Kombination mit erneuerbaren Generatoren, dazu bei, zuverlässigen und billigeren Strom in isolierten Netzen und netzfernen Gemeinden bereitzustellen, die ansonsten auf teuren importierten Diesel zur Stromerzeugung angewiesen sind.
Nachfrage steigt
Der wachsende Anteil von VRE-Quellen wie Sonne und Wind erfordert ein flexibleres Energiesystem, um sicherzustellen, dass die VRE-Quellen effizient und zuverlässig integriert werden.
Batteriespeichersysteme entwickeln sich aufgrund ihrer einzigartigen Fähigkeit, Elektrizität schnell zu absorbieren, zu speichern und dann wieder einzuspeisen, zu einer der potenziellen Lösungen zur Erhöhung der Systemflexibilität. Laut der Energy Storage Association of North America werden Marktanwendungen üblicherweise wie folgt unterschieden: vor dem Zähler (FTM) oder hinter dem Zähler (BTM). FTM-Batterien sind an Verteilungs- oder Übertragungsnetze oder in Verbindung mit einer Erzeugungsanlage angeschlossen.
Sie stellen Anwendungen bereit, die von Netzbetreibern benötigt werden, wie Systemdienstleistungen oder Netzentlastung. BTM-Batterien werden hinter dem Verbrauchszähler von Gewerbe-, Industrie- oder Privatkunden zusammengeschaltet und zielen in erster Linie auf Einsparungen bei der Stromrechnung durch Demand-Side-Management ab (ESA, 2018). Dieser Kurzbericht konzentriert sich darauf, wie stationäre Batteriespeichersysteme im Versorgungsmaßstab – auch als Front-of-the-Meter-, Groß- oder Netzbatteriespeicher bezeichnet – dazu beitragen können, VRE-Quellen effektiv in das Stromsystem zu integrieren und ihren Anteil an der Energie zu erhöhen mischen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Speichersystemen wie Pumpspeichern haben Batterien den Vorteil der geografischen und Größenflexibilität und können daher näher an dem Ort eingesetzt werden, an dem die zusätzliche Flexibilität benötigt wird, und sie können leicht skaliert werden. Andererseits erfordert der Einsatz von Pumpspeicherkraftwerken besondere geologische Bedingungen (z. B. Berge und Wasser). Batteriespeichersysteme im Versorgungsmaßstab haben eine typische Speicherkapazität, die von einigen Megawattstunden (MWh) bis zu Hunderten von MWh reicht.
Für Netzanwendungen können verschiedene Batteriespeichertechnologien wie Lithium-Ionen- (Li-Ion), Natrium-Schwefel- und Blei-Säure-Batterien verwendet werden. In den letzten Jahren wurde jedoch das meiste Marktwachstum bei Li-Ionen-Batterien verzeichnet. Der zunehmende Anteil der Liion-Technologie am groß angelegten Einsatz von Batteriespeichern im Gegensatz zu anderen Batterietechnologien und die jährlichen Kapazitätserweiterungen für stationäre Batteriespeicher. Im Jahr 2017 entfielen fast 90 % der Erweiterungen großer Batteriespeicher auf Lithium-Ionen (IEA, 2018).
Batteriespeichersysteme im Versorgungsmaßstab werden hauptsächlich in Australien, Deutschland, Japan, Großbritannien, den Vereinigten Staaten und anderen europäischen Ländern eingesetzt. Abgesehen von diesen Ländern haben mehrere Insel- und netzferne Gemeinden in große Batteriespeicher investiert, um das Netz auszugleichen und überschüssige erneuerbare Energie zu speichern. Es wird erwartet, dass der Einsatz von Energiespeichern in Schwellenländern bis 40 jährlich um über 2025 % zunehmen wird, was zu einer neuen Speicherkapazität von etwa 80 GW führen wird (IFC, 2017).
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