Возобновляемые источники энергии: теперь все дело в системах хранения энергии

Исследования в области хранения энергии имеют огромное значение – значительный потенциал развития рынка – возможности для предприятий, работающих после внедрения технологий хранения энергии

Рынок возобновляемой энергии растет. За последние десять лет глобальные инвестиции в возобновляемую энергетику почти удвоились. В то время как мы переживаем самый большой мировой бум, в Германии эти инвестиции сокращаются, за исключением фотоэлектрической энергетики. В 2019 году в Германию было инвестировано около 11 миллиардов евро. Основное внимание в этих инвестициях было уделено солнечной энергии.

Начиная с 2014 года, рынок фотоэлектрических систем в Германии снова демонстрирует восходящий рост.

В 2019 году глобальные инвестиции в технологии ветроэнергетики составили приблизительно 143 миллиарда долларов США. Инвестиции в технологии солнечной энергетики в последнее время оценивались в 141 миллиард долларов США.

Несмотря на то, что в Германии в настоящее время наблюдается снижение показателей использования возобновляемых источников энергии, не следует упускать из виду тот факт, что Германия является страной с наибольшей долей (52%) возобновляемых источников энергии по отношению к ископаемому топливу в мире.

По объему потребления и поставок возобновляемой энергии Германия занимает третье место с показателем 224 тераватт-часа, после Китая и США. Это опережает Индию и Бразилию, которые значительно превосходят её по численности населения и площади территории.

В ноябре 2020 года Германия производила 54% электроэнергии из возобновляемых источников. Среднегодовой показатель за период с декабря 2019 года по ноябрь 2020 года составил 52,46%.

Однако это не является постоянной тенденцией. Колебания составляют от 37% в ноябре 2019 года до пика в 61,7% в феврале 2020 года. Эта проблема в ближайшем будущем только усугубится с дальнейшим расширением использования возобновляемых источников энергии.

Национальную электроэнергетическую сеть также меняет свой облик с развитием возобновляемых источников энергии. Хотя до сих пор доминировали централизованные сети генерации электроэнергии, тенденция смещается в сторону децентрализованных генерирующих мощностей. Это относится и к генерации из возобновляемых источников, таких как фотоэлектрические системы, солнечные тепловые электростанции, ветряные турбины и биогазовые установки.

«Производство электроэнергии с помощью солнечных и ветровых электростанций делает систему энергоснабжения значительно более фрагментированной и зависимой от погодных условий, чем работа традиционных электростанций», — говорит профессор Клеменс Хоффманн, руководитель Института инженерии и электротехники им. Фраунгофера.

Подходит для:

• Искусственный интеллект в сфере возобновляемых источников энергии

Это приводит к значительно более сложной структуре, прежде всего в областях управления нагрузкой, регулирования напряжения в распределительной сети и поддержания стабильности сети. Меньшие по размеру децентрализованные электростанции, в отличие от средних и крупных электростанций, также напрямую подают электроэнергию на более низкие уровни напряжения, такие как сети низкого или среднего напряжения.

С увеличением доли возобновляемых источников энергии становится все более важным согласовывать колебания в производстве энергии с колебаниями в ее потреблении путем их балансировки с помощью систем хранения энергии.

Таким образом, возможность хранения электроэнергии с использованием систем накопления энергии или электростанций с накопителями энергии будет играть значительную роль в ближайшие годы.

В 2018 году мощность систем хранения энергии составляла около 17 гигаватт-часов. По оценке Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), ожидается, что примерно через 20 лет эта мощность превысит 2800 ГВт·ч.

В Германии для стабилизации энергосистемы уже используются крупномасштабные системы хранения энергии на основе аккумуляторных батарей. В 2017 году их мощность составляла около 250 мегаватт-часов.

Для сравнения, мощность бытовых систем хранения энергии в Германии в 2017 году составляла 545 мегаватт-часов.

Для успешной реализации энергетического перехода исследования в области хранения энергии имеют первостепенное значение. Чем скорее станет возможным эффективное хранение энергии, тем быстрее удастся сбалансировать колебания в электросети и осуществить отказ от ископаемого топлива. В 2019 году правительство Германии выделило около девяти миллионов евро на финансирование электрохимических систем хранения энергии.

Подходит для:

• Кто стимулирует инвестиции в возобновляемые источники энергии?

Несмотря на то, что рынок солнечных модулей уже является высококонкурентным, и учитывая требования к емкости систем хранения энергии, быстро становится очевидным, что здесь все еще существует большой потенциал для развития рынка.

Здесь рассматриваются только системы хранения энергии, имеющие право на финансирование от KfW. Производители, чьи системы хранения энергии не имеют права на финансирование от KfW, не включены в список. В 2017 году рыночная доля SMA на рынке систем хранения солнечной энергии в Германии составляла приблизительно шесть процентов. Sonnenbatterie: Компания работает под названием Sonnen GmbH с ноября 2015 года.

Согласно прогнозу, в 2018 году в Германии было установлено около 100 000 фотоэлектрических систем с накопителями солнечной энергии. Количество установленных систем значительно увеличивается с каждым годом – в 2013 году в Германии было насчитано всего 5000 таких систем.

Подходит для:

• Накопление энергии – интересные цифры, данные и факты можно найти в конце этой статьи в формате PDF, доступном для скачивания

В интервью изданию Focus Online Оливер Кох, генеральный директор Sonnen GmbH, описывает объединение батарей и виртуальную электростанцию ​​как чистую и децентрализованную энергетическую систему: «Домашние хозяйства заменяют электростанции, а электроэнергия производится децентрализованно». По словам г-на Коха, нулевой счет за электроэнергию возможен.

Г-н Кох рекомендует операторам электростанций, чьи субсидии EEG скоро закончатся, пересмотреть ситуацию и в будущем рассмотреть возможность использования производимой ими электроэнергии.

Мы уже предлагали этот вариант еще в сентябре: Что делать? Срок действия субсидий на старые фотоэлектрические системы истекает.

Муниципальная энергетическая компания Тюбингена демонстрирует, что существует и другой путь: начиная с 2021 года, она предлагает операторам солнечных установок, построенных после принятия Закона о возобновляемых источниках энергии (EEG), шесть центов за киловатт-час. Компания Lechwerke AG рекомендует в будущем проводить техническую доработку солнечных установок и самостоятельно потреблять солнечную энергию. Подходящее решение для хранения энергии должно еще больше повысить эффективность солнечной установки.

Однако дальнейшее развитие событий остается неясным. Проект поправок к Закону о возобновляемых источниках энергии (EEG) содержит важное изменение для установок, построенных после принятия EEG: планируется временное освобождение от требований для маломощных фотоэлектрических систем, которые подают всю вырабатываемую ими электроэнергию в сеть. Для систем мощностью до 100 кВт будет введен переходный режим, позволяющий им продолжать подавать электроэнергию в сеть до 2027 года. Однако вся электроэнергия должна подаваться в сеть; собственное потребление исключено.