Kosten senken, Anwendungen der Energiespeichertechnologie erfordern mehr Innovation und Investitionen

Kosten senken, Anwendungen der Energiespeichertechnologie erfordern mehr Innovation und Investitionen

Chinas Energiespeichernetz: Stellen Sie sich vor, der Großteil des Energiebedarfs würde in Zukunft durch Sonnen- und Windenergie gedeckt. Dann würde es nachts oder bei Windmangel zu schweren Stromausfällen kommen. Sofern das zukünftige Stromnetz nicht zu einem riesigen „Superstromnetz“ wird, sind weltweit zahlreiche Stromleitungen miteinander verbunden. Wenn der Strom an einem Ort nicht ausreicht, kann er sofort an einem anderen Ort geliefert werden. Mit der Weiterentwicklung und Entwicklung neuer Technologien könnte die Batteriespeichertechnologie die Art und Weise revolutionieren, wie Menschen Strom erzeugen und verbrauchen.

Traditionell galten Batteriespeichersysteme als zu teuer und lieferten nicht genügend Strom für Netzbetreiber und Verbraucher. Diese Art der Wirtschaft ändert sich jedoch schnell. Da Elektrofahrzeuge zum Mainstream des Marktes werden, stellen die größten Volkswirtschaften der Welt wie Frankreich, China und das Vereinigte Königreich die Nutzung von Benzin- und Dieselfahrzeugen ein und die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien boomt. Gleichzeitig versorgt Solarstrom in Kalifornien mittlerweile fast 5 Millionen Privathaushalte, und netzgroße Energiespeicherprojekte lokaler Privathaushalte und Versorgungsunternehmen senken die Energiekosten.

Eine kürzlich in Nature Energy veröffentlichte Studie stellte fest, dass die Preise für Energiespeicher schneller gefallen sind als die für Solar- oder Windenergie. Diese Studie simuliert die Zukunft von Solarenergie, Windenergie und Batteriespeichersystemen und zeigt, wie diese Systeme im Netz mit fossil befeuerten Kraftwerken konkurrieren. Öffentliche Investitionen und private Investitionen in Forschung und Entwicklung sind für die Erreichung dieses Ziels von entscheidender Bedeutung, aber eine unzureichende Finanzierung im US-Bundeshaushaltsentwurf könnte die Suche nach einer kostengünstigen Lösung zur Reinigung des Netzes ernsthaft beeinträchtigen, was dem Umweltschutz und der öffentlichen Gesundheit nicht förderlich ist.

Heute sind in Kalifornien viele Wohnhäuser mit Solarmodulen ausgestattet, und an das Stromnetz angeschlossene Kraftwerke müssen nicht zu viel Strom produzieren und können Energie sparen, indem sie einige konventionelle Generatoren abschalten. Wenn jedoch die meisten Menschen nachts Strom verbrauchen und Solar- und Windenergie nicht ausreichen, stehen die Netzbetreiber Kaliforniens vor einem Dilemma: Wie können sie mit der steigenden Nachfrage nach Elektrizität umgehen und gleichzeitig den Stromverbrauch im Netz reduzieren? Erdgas-Spitzenlastkraftwerke müssen häufig Notstrom liefern und die Netzzuverlässigkeit aufrechterhalten, um mögliche Stromausfälle zu verhindern. Die Effizienz der Stromerzeugung durch Erdgas ist jedoch geringer als die von Gas-und-Dampf-Kombikraftwerken.

Der aktuelle Preis für Tesla Powerwall-Batterien beträgt etwa 350 USD/kWh. Für viele Kunden ist dieser Preis noch immer unerschwinglich. Das US-Energieministerium hat sich jedoch das Ziel gesetzt, bis 2020 Batteriespeicher auf 100 USD/kWh zu bringen. Dies ist erreichbar. Die Studie ergab, dass der Preis für Lithium-Ionen-Batterien Anfang der 1990er Jahre von 10.000 USD pro kWh auf einige Hundert Dollar sank, und das Innovationstempo war beeindruckend.

Ein Beispiel für die Speicherung von Batterieenergie ist die Unterschätzung des Potenzials der Solarstromerzeugung. Die Installation von Solarmodulen im letzten Jahrzehnt hat die Expertenprognosen deutlich übertroffen. Um den Strom voll auszunutzen, müssen die Menschen Investitionsforschung betreiben, um die Kosten für die Energiespeicherung zu senken, damit sie jederzeit Solarenergie oder Windenergie nutzen können.

Die Geschichte von Teslas Einsatz von Lithium-Ionen-Batterien ist nicht das einzige Beispiel. Berlin, Deutschland, plant die Installation eines 120-MW-Flow-Batterie-Energiespeichersystems, um die Entwicklung von Wind- und Solarenergie zu unterstützen. Kalifornien hat die erste „Energiespeichermission“-Richtlinie für das US-Stromnetz entwickelt, die die Versorgungsunternehmen verpflichtet, bis 2020 1,325 GW an Energiespeicherprodukten zu kaufen, und verfügt über eine Vielzahl von Energiespeicheroptionen, die nicht auf Lithium-Ionen-Batterie-Energiespeichersysteme beschränkt sind. In Zukunft werden die Menschen möglicherweise sehen, dass das Verteilungssystem ein kleines Schwungrad einsetzt, um kurzfristig Strom bereitzustellen, und in Kombination mit der Flow-Batterie mehrere Stunden Energiespeicherung bietet, um das Bürogebäude oder das Rechenzentrum während Spitzenlastzeiten mit Strom zu versorgen.

Stellen Sie sich vor, die Menschen könnten Solar- und Windenergie nutzen, ohne sich Gedanken über Versorgungsengpässe machen zu müssen. Dann könnten fossile Kraftwerke komplett überflüssig werden. Dies bietet eine kohlenstoffarme Energieoption, die umweltfreundlicher ist als Kohle oder Erdgas und ein Batteriespeichersystem nutzt, das bei Bedarf gesteuert werden kann und in Sekundenschnelle reagiert.

Doch das ist leichter gesagt als getan. Warum nicht ein Energiespeichersystem nutzen? Wie Untersuchungen gezeigt haben, muss diese Option finanziell tragfähig sein, und die Menschen müssen innovativ sein und in die Einführung und Umgestaltung kohlenstoffarmer Technologien investieren.