Energie odnawialne: teraz chodzi przede wszystkim o systemy magazynowania energii
Opublikowano: 30 listopada 2020 / Aktualizacja z: 1 grudnia 2020 - Autor: Konrad Wolfenstein
Ogromne znaczenie mają badania w zakresie magazynowania energii – duży potencjał rozwoju rynku – możliwości dla systemów post-EEG
Energie odnawialne: teraz chodzi o systemy magazynowania energii – Zdjęcie: petrmalinak|Shutterstock.com
Rynek energii odnawialnych rośnie. W ciągu ostatniej dekady globalne inwestycje w energię odnawialną niemal się podwoiły. O ile my mamy do czynienia z największym boomem na świecie, o tyle w Niemczech spadają, z wyjątkiem fotowoltaiki. W 2019 roku w Niemczech zainwestowano około 11 miliardów euro. Inwestycje skupiały się na obszarze energii słonecznej.
Inwestycje w budowę systemów OZE w Niemczech – 2000 do 2019 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Inwestycje w dziedzinie fotowoltaiki w Niemczech – 2000 do 2019 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Od 2014 roku rynek fotowoltaiki w Niemczech ponownie rozwija się w górę.
Globalne inwestycje w technologie energetyki wiatrowej w 2019 roku wyniosły około 143 miliardów dolarów. Inwestycje w technologię energii słonecznej osiągnęły ostatnio kwotę 141 miliardów dolarów.
Globalne inwestycje w technologię energetyki wiatrowej – 2004 do 2019 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Globalne inwestycje w technologię energii słonecznej – 2004 do 2019 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Nawet jeśli liczba energii odnawialnych w Niemczech obecnie spada, nie należy zapominać, że Niemcy są krajem na świecie o najwyższym udziale energii odnawialnych (52%) w stosunku do kopalnych źródeł energii.
Sekcja ogólnoświatowa: Proporcja energii odnawialnych do innych źródeł energii – Zdjęcie: Xpert.Digital
Niemcy, dysponujące 224 terawatogodzinami, zajmują trzecie miejsce po Chinach i USA pod względem zużycia i dostarczania energii odnawialnej. A wyprzedzają Indie i Brazylię, które są znacznie większe pod względem liczby ludności i obszaru.
Zużycie energii odnawialnej w 15 największych krajach w 2019 r. – Zdjęcie: Xpert.Digital
W listopadzie 2020 r. Niemcy wygenerowały 54% energii elektrycznej ze źródeł odnawialnych. Średnia roczna od grudnia 2019 r. do listopada 2020 r. wyniosła 52,46%.
Udział energii odnawialnych w dostawach energii elektrycznej w Niemczech – 2019-2020 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Nie jest to jednak wydajność stała. Wahania wahają się od listopada 2019 r. na poziomie 37% do najwyższego poziomu 61,7% w lutym 2020 r. Problem ten pogłębi się w najbliższej przyszłości wraz z dalszą ekspansją energii odnawialnych.
Wraz z odnawialnymi źródłami energii zmienia się także krajowa sieć energetyczna. Choć do tej pory dominowały sieci elektroenergetyczne z centralnym wytwarzaniem energii, tendencja zmierza w kierunku zdecentralizowanych systemów wytwarzania. Dotyczy to produkcji ze źródeł odnawialnych, takich jak systemy fotowoltaiczne, elektrownie słoneczne, turbiny wiatrowe i biogazownie.
„Wytwarzanie energii elektrycznej z systemów energii słonecznej i wiatrowej sprawia, że system dostaw jest znacznie bardziej rozdrobniony i zależny od pogody niż praca konwencjonalnych elektrowni” – mówi prof. dr hab. Clemens Hoffmann, szef Fraunhofer IEE.
Nadaje się do:
Prowadzi to do znacznie bardziej złożonej struktury, przede wszystkim w obszarze kontroli obciążenia, utrzymania napięcia w sieci dystrybucyjnej i utrzymania stabilności sieci. W przeciwieństwie do średnich i większych elektrowni, mniejsze, zdecentralizowane systemy wytwarzające energię zasilają również bezpośrednio niższe poziomy napięcia, takie jak sieć niskiego lub średniego napięcia.
Ze względu na większy udział energii odnawialnych coraz ważniejsze staje się dostosowanie wahań w produkcji energii do wahań w jej zużyciu poprzez równoważenie ich systemami magazynowania energii.
Dlatego też możliwość magazynowania energii elektrycznej za pomocą magazynów energii lub elektrowni magazynujących będzie odgrywać ważną rolę w ciągu najbliższych kilku lat.
W 2018 r. pojemność magazynów energii wyniosła około 17 gigawatogodzin. Według szacunków Bloomberg New Energy Finance (bnef.com) za około 20 lat moc wyniesie ponad 2800 GWh.
Pojemność magazynów energii na świecie – 2018 i 2040 – Zdjęcie: Xpert.Digital
W Niemczech stosuje się już duże systemy magazynowania energii w celu stabilizacji sieci. W 2017 roku moc wynosiła około 250 megawatogodzin.
Wydajność dużych systemów magazynowania baterii do stabilizacji sieci w Niemczech – Zdjęcie: Xpert.Digital
Dla porównania, w 2017 r. pojemność domowych akumulatorów w Niemczech wyniosła 545 megawatogodzin.
Pojemność domowego magazynu akumulatorów w Niemczech – Zdjęcie: Xpert.Digital
Aby skutecznie kształtować transformację energetyczną, ogromne znaczenie mają badania w zakresie magazynowania energii. Im szybciej możliwe będzie efektywne magazynowanie energii, tym szybciej możliwe będzie wyrównanie wahań w sieci energetycznej i odejście od paliw kopalnych. W 2019 r. rząd federalny przekazał środki na magazynowanie elektrochemiczne o wartości około 9 mln euro.
Nadaje się do:
Finansowanie federalne w obszarze magazynowania energii według sektorów – 2018 i 2019 – Zdjęcie: Xpert.Digital
Chociaż rynek modułów fotowoltaicznych jest już bardzo konkurencyjny i patrząc na wymagania dotyczące wydajności systemów magazynowania energii, szybko zauważasz, że nadal istnieje tu duży potencjał rozwoju rynku.
Najważniejsi producenci systemów magazynowania energii słonecznej w Niemczech według udziału w rynku – Zdjęcie: Xpert.Digital
Uwzględniane są tutaj wyłącznie obiekty magazynowe kwalifikujące się do finansowania przez KfW. Producenci, których systemy magazynowania nie kwalifikują się do finansowania KfW, nie są tutaj wymienieni. W 2017 r. udział firmy SMA w rynku magazynowania energii słonecznej w Niemczech wyniósł około sześciu procent. Sonnenbatterie: Od listopada 2015 roku firma działa jako Sonnen GmbH.
Całkowita liczba zainstalowanych fotowoltaicznych systemów magazynowania energii w Niemczech – Zdjęcie: Xpert.Digital
Według prognoz w 2018 roku w Niemczech zainstalowano około 100 000 systemów fotowoltaicznych z magazynowaniem energii słonecznej. Z roku na rok liczba zainstalowanych systemów znacząco wzrasta – w 2013 roku naliczono w tym kraju 5000 magazynów energii słonecznej.
Nadaje się do:
W wywiadzie dla Focus Online Oliver Koch, dyrektor generalny Sonnen GmbH, opisuje połączenie akumulatorów i wirtualną elektrownię jako czysty i zdecentralizowany system energetyczny: „Gospodarstwa domowe zastępują elektrownie, a energia elektryczna jest wytwarzana zdecentralizowana”. Zdaniem Kocha możliwy jest rachunek za prąd o zerowej wartości euro.
Koch zaleca, aby operatorzy elektrowni, dla których wkrótce zakończy się finansowanie EEG, ponownie przekalkulowali tę kwestię i rozważyli wykorzystanie w przyszłości produkowanej przez siebie energii elektrycznej.
Tę opcję również proponowaliśmy we wrześniu: Co robić? Kończą się środki na stare instalacje fotowoltaiczne
Przedsiębiorstwa miejskie w Tybindze pokazują, że jest inny sposób: od 2021 roku oferują operatorom systemów post-EEG sześć centów za kilowatogodzinę. Firma Lechwerke AG zaleca dokonywanie dostosowań technicznych w instalacji fotowoltaicznej i samodzielne zużywanie energii słonecznej w przyszłości. Dzięki odpowiedniemu rozwiązaniu do przechowywania, układ fotowoltaiczny powinien stać się jeszcze bardziej wydajny.
Wciąż jednak nie jest jasne, dokąd zmierza podróż. Projekt nowelizacji EEG zawiera ważną zmianę dla systemów post-EEG: planowane jest tymczasowe wyjątek dla małych systemów fotowoltaicznych z pełnym zasilaniem. Należy wprowadzić przepisy przejściowe dla systemów o mocy do 100 kWp, które będą mogły nadal dostarczać energię elektryczną do 2027 r. Jednak cała energia elektryczna musi zostać dostarczona. Wyklucza się spożycie osobiste.
Pozostajemy w kontakcie
