banner
Heim / Nachricht / Vernachlässigen Sie die Runde nicht
Nachricht

Vernachlässigen Sie die Runde nicht

Apr 06, 2023Apr 06, 2023

Die Welt setzt bei der Stromerzeugung auf erneuerbare Energiequellen, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Aber Wind- und Solarenergie können nicht rund um die Uhr für einen konstanten Stromfluss sorgen, und die Netzbetreiber haben erkannt, dass die neue Stromerzeugung mit der Speicherung gekoppelt werden muss, um Zeiten ohne Sonne und Wind zu bewältigen.

Die sinkenden Kosten für Lithium-Ionen-Batterien haben Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) erschwinglicher gemacht; Allerdings machen die Kosten für Batteriespeichersysteme nur 20–25 % der Gesamtkosten eines Projekts aus. Weitere 25 % entfallen auf Energieausrüstung, Land, Baustellenarbeiten, Verkabelung, Projektdesign und -management, Netzintegration, Transport und andere damit verbundene Vorlaufkosten.

KOMMENTAR

Was macht also die anderen ~50 % aus? Betrieb und Wartung, auch O&M genannt, machen einige Prozentpunkte aus. Unter Betriebs- und Wartungsaufwand fallen im Allgemeinen Kosten im Zusammenhang mit der Wartung, Reparatur und dem Betrieb von Energiespeichersystemen über deren Lebensdauer. Der Rest entfällt auf die Stromkosten zum Laden des Systems, die maßgeblich von der Gesamt-Round-Trip-Effizienz (RTE) des Systems beeinflusst werden.

Die Levelized Cost of Storage (LCOS) ist eine Kennzahl zur Bestimmung der Kosten pro aus einem Energiespeichersystem entladener Energieeinheit. Die Berechnung wird normalerweise in Dollar pro Megawattstunde (MWh) ausgedrückt und umfasst die Anschaffungskosten plus Betriebskosten geteilt durch die über die Lebensdauer der Anlage abgegebene Energie.

Es gibt Dutzende potenzieller Variablen, die zur Bestimmung der tatsächlichen Speicherkosten verwendet werden können, und verschiedene Anbieter fügen unterschiedliche hinzu, lassen sie weg oder passen sie an, um ihre Produkte ins beste Licht zu rücken. Aus diesem Grund ist es so wichtig, die Rolle von RTE und Energiekosten in einem Speichersystem zu verstehen, da sie oft den größten Einfluss haben. Dabei handelt es sich auch um Komponenten, die von Anbietern mit Low-RTE-Technologien am häufigsten rabattiert (oder ganz weggelassen) werden.

Die Round-Trip-Effizienz ist ein Maß für die in ein System eingespeiste Energiemenge im Vergleich zur abgegebenen Energiemenge und wird als Prozentsatz ausgedrückt. Ein System mit einem hohen RTE (75 %+) ist in der Lage, den Großteil der eingespeisten Energie zu verteilen. Ein niedriger RTE weist darauf hin, dass das System eine beträchtliche Menge an Energie verliert, häufig durch Wärme, die durch irreversible Nebenreaktionen oder einen hohen inneren Zellwiderstand entsteht. Viele Langzeit-Energiespeichersysteme haben RTEs unter 50 %, was zu einer erheblichen Menge an Energieverschwendung führt.

Beispielsweise haben Lithium-Ionen-Batterien im Allgemeinen eine RTE von über 90 %. Im Gegensatz dazu haben Blei-Säure-Batterien niedrigere RTEs von etwa 70 %, was bedeutet, dass etwa 30 % der Ladeenergie verloren gehen. RTEs für Flow-Batterien können zwischen 50 % und 75 % liegen, während Metall-Luft-Batterien RTEs von nur 40 % aufweisen können.

Wenn der zum Laden von Batterien mit niedrigem RTE-Wert verwendete Strom kostenlos wäre, wäre die Effizienz möglicherweise nicht so wichtig. Aber Strom ist immer mit Kosten verbunden. Einige könnten argumentieren, dass in Zeiten, in denen das Angebot die Nachfrage übersteigt, erneuerbare Energien zum Laden von Batterien genutzt werden könnten, wenn sie andernfalls eingeschränkt würden. Das hat seine Logik, aber Kürzungsfristen lassen sich nicht immer vorhersagen.

Auch wenn Sie Strom verbrauchen, der sonst gedrosselt würde, müssen Sie einen Geldwert zuweisen. Wenn sich eine Turbine dreht oder ein Solarpanel Strom erzeugt und ein Batteriesystem diesen Strom speichert, unterliegt jede Komponente im System einem normalen Verschleiß sowie Wartungs- und Austauschprotokollen – allesamt mit Kosten verbunden. Zu den Faktoren, die eine Rolle spielen, gehören:

Lebensdauer und Abbaurate der Technologie. Die Lebensdauer eines Energiespeichersystems wird durch Technologie und Zyklen bestimmt. Alle Energiespeichersysteme verschlechtern sich mit der Zeit, wodurch sie weniger effizient Energie speichern und entladen können. Das Gleiche gilt für Erzeugungsquellen. Von Solar- über Wind- und Flussbatterien bis hin zu Lithium-Ionen-Batterien gilt: Je häufiger die Komponenten verwendet werden, desto kürzer ist die Lebensdauer und desto früher ist eine Reparatur, ein Austausch oder eine Erweiterung erforderlich.

Instandhaltungskosten. Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen, Batteriesysteme, Übertragungsleitungen und Energieanlagen müssen alle gewartet werden. Je häufiger sie genutzt werden, desto häufiger müssen Komponenten gewartet oder ausgetauscht werden.

Der neueste Modebegriff im Energiebereich ist „Langzeit-Energiespeicherung“, kurz LDES. Obwohl es keine einheitliche Definition dafür gibt, was der Begriff bedeutet, bezeichnet der Begriff im Allgemeinen eine Nicht-Lithium-Speichertechnologie, die Energie für 8 bis 160 Stunden zu geringeren Installationskosten pro MW bereitstellen kann als Lithium-Ionen-Batterien oder ein Standard Erdgasturbine.

LDES ist nicht auf Batteriespeicher beschränkt; Zu den batterielosen Technologien gehören Druckluft, Latentwärme, Schwungräder und mehr. Tatsächlich macht Pumpspeicherkraftwerke derzeit den größten Teil der gesamten LDES-Kapazität in den USA aus und wird diese Position wahrscheinlich noch längere Zeit beibehalten. Zu den Batterietechnologien, die für den LDES-Einsatz positioniert werden, gehören Durchflussbatterien, zinkbasierte Chemikalien, Metall-Luft, Nickel-Wasserstoff und mehr.

Diese Technologien funktionieren alle gut und sind im Allgemeinen sicherer als Lithium-Ionen-Batterien, sie bringen jedoch Kompromisse mit sich. Viele haben hohe Vorlaufkosten und müssen über einen Zeitraum von 30 bis 40 Jahren abgeschrieben werden, um kostenwettbewerbsfähig zu sein. Einige weisen eine sehr geringe Energiedichte auf, so dass für Installationen über einigen Megawattstunden erhebliche Flächenflächen erforderlich sind. Einige sind ratenbegrenzt und können sich nicht so schnell entladen, wie es für bestimmte Anwendungen erforderlich ist. Einige haben sehr eingeschränkte Standortanforderungen. Und vielleicht am wichtigsten ist, dass viele RTEs unter 60 % haben, einige sogar bei 40 % oder weniger.

Was bedeutet das alles? Der Wettlauf um die Entwicklung eines besseren Speichersystems ist im Gange, und da es keinen universellen Standard zur Berechnung von LCOS gibt, verwendet jeder Anbieter ein Modell, das die Stärken seiner eigenen Technologie ausnutzt. Wenn Sie über eine neue Speichertechnologie nachdenken, stellen Sie unbedingt ein paar Fragen, wenn die LCOS-Zahlen bekannt werden, wie zum Beispiel:

Wie viele Jahre rechnen sie mit der Systemlebensdauer? Lithium-Ionen-Batterien müssen in der Regel nach 10 bis 15 Nutzungsjahren erweitert oder ersetzt werden; Anbieter mit geringer Dichte oder hohen Installationskosten können über einen Zeitraum von 30 bis 40 Jahren rechnen, um ihre LCOS zu senken und dabei zwei oder mehr Austauschzyklen für Lithium-Ionen-Akkus einzukalkulieren.

Welche Stromkosten werden zum Laden des Systems verwendet, und wie verhält es sich im Vergleich zu Ihren tatsächlichen Kosten? Auch wenn Sie planen, das System nur in Zeiten aufzuladen, in denen Sie normalerweise die erneuerbaren Energien einschränken würden, denken Sie daran, dass der Betrieb dieser Systeme dennoch Kosten verursacht. Ein System mit einer niedrigen RTE kann letztendlich einen viel höheren LCOS haben, selbst wenn Sie nur sehr wenig für Strom bezahlen.

Beziehen sie die Grundstückskosten in ihre Berechnungen ein? Wenn Sie eine Speicheranlage in einer ländlichen Gegend errichten, in der Land günstig ist, spielt dies möglicherweise keine so große Rolle. Wenn Sie jedoch Lager in oder in der Nähe eines Gebiets mit hohen Lebenshaltungskosten errichten müssen, könnten die Grundstückskosten (und die Verfügbarkeit) eines Ihrer Hauptanliegen sein und sollten auf jeden Fall eine Rolle bei der LCOS-Berechnung spielen.

Berücksichtigen sie in ihren Berechnungen Installationssteuergutschriften (ITCs) oder Produktionssteuergutschriften (PTCs)?Wenn ja, stellen Sie sicher, dass die Zahlen für Ihre Projekte korrekt sind und dass diese auch auf alle anderen Technologien angewendet werden, die Sie evaluieren.

Mukesh Chatterist CEO von Alsym Energy, einem Technologieunternehmen, das eine kostengünstige, leistungsstarke wiederaufladbare Batteriechemie entwickelt, die frei von Lithium und Kobalt ist.

Teile diesen Artikel

Weitere Kommentarnachrichten

Hybride Erzeugung und Speicherung sind der Schlüssel für einen schnellen Übergang zu einer CO2-armen Wirtschaft. KOMMENTAR Auf die Frage, warum er Banken ausgeraubt habe, antwortete der…

Rystad Energy, ein unabhängiges Energieforschungs- und Business-Intelligence-Unternehmen, das Daten, Tools, Analysen und Beratungsdienste bereitstellt …

KOMMENTAR Lebensdauer und Abbaurate der Technologie. Instandhaltungskosten. Wie viele Jahre rechnen sie mit der Systemlebensdauer? Welche Stromkosten werden zum Laden des Systems verwendet, und wie verhält es sich im Vergleich zu Ihren tatsächlichen Kosten? Beziehen sie die Grundstückskosten in ihre Berechnungen ein? Berücksichtigen sie in ihren Berechnungen Installationssteuergutschriften (ITCs) oder Produktionssteuergutschriften (PTCs)? Mukesh Chatter