Исследования в области хранения энергии имеют большое значение – большой потенциал развития рынка – возможности для пост-ЭЭГ-систем.
Возобновляемые источники энергии: теперь все дело в системах хранения энергии. Изображение: petrmalinak|Shutterstock.com
Рынок возобновляемых источников энергии растет. За последнее десятилетие глобальные инвестиции в возобновляемую энергетику увеличились почти вдвое. В то время как мы переживаем самый большой бум в мире, в Германии они идут на убыль, за исключением фотоэлектрических систем. В 2019 году в Германию было инвестировано около 11 миллиардов евро. Основное внимание этих инвестиций было в области солнечной энергетики.
Инвестиции в строительство систем возобновляемой энергетики в Германии – 2000–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Инвестиции в область фотоэлектричества в Германии – 2000–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
С 2014 года рынок фотогальваники в Германии снова развивается вверх.
Мировые инвестиции в ветроэнергетические технологии в 2019 году составили около $143 млрд. Инвестиции в технологии солнечной энергетики недавно составили 141 миллиард долларов.
Глобальные инвестиции в ветроэнергетические технологии – 2004–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Глобальные инвестиции в технологии солнечной энергетики – 2004–2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Даже если количество возобновляемых источников энергии в Германии в настоящее время снижается, не следует упускать из виду, что Германия является страной в мире с самой высокой долей (52%) возобновляемых источников энергии по отношению к ископаемым источникам энергии.
Всемирный раздел: Соотношение возобновляемых источников энергии и других источников энергии – Изображение: Xpert.Digital
Германия с 224 тераватт-часами занимает третье место после Китая и США по потреблению и предоставлению возобновляемой энергии. И это опережает Индию и Бразилию, которые намного больше по численности населения и площади.
Потребление возобновляемой энергии в топ-15 странах в 2019 году – Изображение: Xpert.Digital
По состоянию на ноябрь 2020 года Германия произвела 54% электроэнергии из возобновляемых источников. Среднегодовое значение с декабря 2019 года по ноябрь 2020 года составило 52,46%.
Доля возобновляемых источников энергии в электроснабжении Германии – 2019-2020 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Однако это не постоянная производительность. Колебания варьируются от 37% в ноябре 2019 года до максимума в 61,7% в феврале 2020 года. В ближайшем будущем эта проблема станет еще хуже с дальнейшим расширением возобновляемых источников энергии.
Благодаря возобновляемым источникам энергии национальная энергосистема также меняется. Хотя до сих пор доминировали электросети с централизованным производством электроэнергии, наблюдается тенденция к децентрализованным системам генерации. Это относится к производству из возобновляемых источников, таких как фотоэлектрические системы, солнечные тепловые электростанции, ветряные турбины и биогазовые установки.
«Производство электроэнергии с помощью солнечных и ветроэнергетических систем делает систему энергоснабжения гораздо более фрагментированной и зависимой от погоды, чем работа традиционных электростанций», — говорит профессор, доктор. Клеменс Хоффманн, руководитель Fraunhofer IEE.
Подходит для:
Это приводит к значительно более сложной структуре, прежде всего в области управления нагрузкой, поддержания напряжения в распределительной сети и поддержания устойчивости сети. В отличие от электростанций среднего и крупного размера, меньшие децентрализованные генерирующие системы также напрямую питают более низкие уровни напряжения, такие как сеть низкого напряжения или сеть среднего напряжения.
Из-за большей доли возобновляемых источников энергии становится все более важным согласовывать колебания производства энергии с колебаниями потребления энергии путем их балансирования с помощью систем хранения энергии.
Поэтому возможность хранения электрической энергии с помощью накопителей энергии или аккумуляторных электростанций будет играть важную роль в ближайшие несколько лет.
В 2018 году емкость накопителей энергии составила около 17 гигаватт-часов. По оценкам Bloomberg New Energy Finance (bnef.com), мощность составит более 2800 ГВтч примерно через 20 лет.
Емкость накопителей энергии во всем мире – 2018 и 2040 годы – Изображение: Xpert.Digital
Большие аккумуляторные системы хранения уже используются в Германии для стабилизации энергосистемы. В 2017 году мощность составляла около 250 мегаватт-часов.
Емкость крупных аккумуляторных систем хранения для стабилизации сети в Германии – Изображение: Xpert.Digital
Для сравнения, в 2017 году емкость домашних аккумуляторов в Германии составляла 545 мегаватт-часов.
Емкость домашних аккумуляторов в Германии – Изображение: Xpert.Digital
Для успешного формирования энергетического перехода большое значение имеют исследования в области хранения энергии. Чем быстрее удастся эффективно хранить энергию, тем скорее удастся сбалансировать колебания в энергосистеме и отказаться от ископаемого топлива. В 2019 году федеральное правительство выделило финансирование на электрохимическое хранилище на сумму около девяти миллионов евро.
Подходит для:
Федеральное финансирование в сфере хранения энергии по секторам – 2018 и 2019 гг. – Изображение: Xpert.Digital
Хотя рынок солнечных модулей уже высококонкурентен, и если посмотреть на требования к мощности систем хранения энергии, вы быстро заметите, что здесь все еще существует большой потенциал развития рынка.
Крупнейшие производители систем хранения солнечной энергии в Германии по доле рынка – Изображение: Xpert.Digital
Здесь учитываются только складские помещения, которые имеют право на финансирование KfW. Производители, чьи системы хранения не имеют права на финансирование KfW, здесь не указаны. В 2017 году доля SMA на рынке хранения солнечной энергии в Германии составила около шести процентов. Sonnenbatterie: С ноября 2015 года компания работает под названием Sonnen GmbH.
Общее количество установленных фотоэлектрических систем хранения энергии в Германии – Изображение: Xpert.Digital
По прогнозу, в 2018 году в Германии было установлено около 100 000 фотоэлектрических систем с накоплением солнечной энергии. Количество установленных систем с каждым годом значительно увеличивается – в 2013 году в этой стране насчитывалось 5000 накопителей солнечной энергии.
Подходит для:
В интервью Focus Online Оливер Кох, генеральный директор Sonnen GmbH, описывает сеть батарей и виртуальную электростанцию как чистую и децентрализованную энергетическую систему: «Домохозяйства заменяют электростанции, а электроэнергия производится децентрализованно». По словам г-на Коха, счет за электроэнергию может составлять нулевой евро.
Г-н Кох рекомендует операторам электростанций, для которых финансирование EEG скоро закончится, пересмотреть этот вопрос и рассмотреть возможность использования электроэнергии, которую они производят сами, в будущем.
Мы тоже предлагали такой вариант в сентябре: Что делать? Финансирование старых фотоэлектрических систем истекает
Муниципальные коммунальные предприятия Тюбингена показывают, что есть другой путь: они предлагают операторам пост-ЭЭГ-систем шесть центов за киловатт-час с 2021 года. Lechwerke AG рекомендует внести технические изменения в солнечную систему и в будущем самостоятельно потреблять солнечную энергию. При правильном решении для хранения солнечная система должна стать еще более эффективной.
Однако пока неясно, куда направляется это путешествие. Проект поправки к ЭЭГ содержит важное изменение для пост-ЭЭГ-систем: планируется временное исключение для небольших фотоэлектрических систем с полным питанием. Должно быть принято переходное регулирование для систем мощностью до 100 кВт, которым разрешено продолжать подавать электроэнергию до 2027 года. Однако вся электроэнергия должна быть подана. Личное потребление исключено.
Оставаться на связи
