Die Bereitstellung von Grundlaststrom aus erneuerbaren Quellen zur weiteren Steigerung der erneuerbaren Energie ist eine Herausforderung, kann jedoch erreicht werden. So.
Eine verbreitete Kritik an erneuerbaren Energien ist, dass sie, da sie zeitweise auftreten, Notstrom aus konventionellen Energietechnologien benötigen, die auf fossilen Brennstoffen wie Erdgas basieren. Ein kürzlich veröffentlichter Kritiker hat einen Kommentar zu einem anderen Artikel auf Interessante Technik | wissenschaft-x.com veröffentlichtwie Großbritannien den Grundlastbedarf im Winter decken könnte, unter Berufung auf eine Zahl von 32 GW und einen Spitzenbedarf von etwa 47 GW, wenn der Wind nicht weht und die Sonne nicht scheint.
Zunächst basiert diese Annahme auf einer Reihe von Irrtümern, von denen einer darin besteht, dass wir bereits ein absolut zuverlässiges Stromversorgungssystem haben. Aus dem einfachen Grund tun wir das eigentlich nicht. so etwas gibt es nicht Darüber hinaus können einige Technologien für erneuerbare Energien wie Biogas und Geothermie bereits Grundlaststrom liefern.
Deutschlands Erfahrung
Malte Jansen ist Energieexpertin und arbeitet mit dem deutschen Fraunhofer-Institut zusammen. Herr Jansen sprach auf einer Veranstaltung im Juli dieses Jahres, die von der Energy & Climate Intelligence Unit ECIU eine gemeinnützige Organisation, die eine informierte Debatte über Energie- und Klimaprobleme in Großbritannien unterstützt. Jansen führt in Deutschland ein Projekt namens Kombikraftwerk das die Implementierung eines 100-prozentigen Netzes für erneuerbare Energien modelliert. In diesem deutsches Szenario Die wichtigsten erneuerbaren Generatoren sind Wind, Sonne und Biomasse. Die wichtigste Form der Energiespeicherung ist neben Pumpspeicherkraftwerken, Batterien und Strom zu Gas die Umwandlung von erneuerbarem Strom in Methan. Dezentrale KWK-Anlagen undZentralisierte Gaskraftwerke, die Biogas Methan verwenden, können Biogas in Elektrizität umwandeln und so als Reservekraftwerke für Zeiten mit wenig Wind oder Sonnenschein fungieren. In einer Hochlaststunde mit wenig Erzeugung aus Wind und Sonne erzeugen die Methankraftwerkeein Maximalwert von 43 GW.
Zwei verschiedene Mechanismen wurden zur Frequenzstabilisierung modelliert. Einer davon betrifft die hauptsächliche kurzfristige Frequenzänderung infolge eines plötzlichen Ausfalls eines großen Generators. In diesem Fall wird die fehlende Energie aus den rotierenden Massen von Wärme- und Wasserkraftwerken entnommenNach diesem passiven Stabilisierungsmechanismus kommt die primäre Ausgleichsleistung von vorgesehenen Kraftwerken, die innerhalb weniger Sekunden geliefert werden. Diese liefern mehr Leistung, wodurch die Frequenz wieder stabilisiert wird. Wenn jedoch die Zeit bis zur vollständigen Bereitstellung der Ausgleichsleistung bei 30 Sekunden bleibt, beträgt dieDie Frequenz nach einem solchen Ausfall ist zu niedrig für eine hohe Einspeisung erneuerbarer Energien, da die Wind- und Solaranlagen keine rotierende Masse für das Netz liefern können. Aus diesem Grund simuliert das Modell weitaus schnellere Reaktionszeiten für das System mit Solar- und Windenergie, Strom zu Gas und Batterien, wodurch das Problem gelöst wird.
Solche schnellen Entnahmen aus diesen Systemen sind bereits möglich, wodurch erneuerbare Energien den Mangel an rotierender Masse ausgleichen können. Das System benötigt große Speicherkapazitäten für die vollständige Versorgung und die verschiedenen dezentralen Systeme müssen vernetzt sein, um Frequenz und lokale Spannung zu kompensierenSchwankungen.
Feldtests wurden neben den Simulationen auch durchgeführt, um die Fähigkeit eines solchen Systems zur Bereitstellung von Kontrollreserven nachzuweisen. Die verschiedenen erneuerbaren Energiesysteme - Wind-, Solar-, Biomasse-, Geothermie-, Wasser-, Energiespeicher- und Backup-Kraftwerke - können kombiniert werdenbilden ein virtuelles Kraftwerk, das nicht nur Strom erzeugen, sondern auch Ausgleichsstrom liefern kann. Das geografische Gleichgewicht in Bezug auf Windkraft ist ein großer Vorteil, da es selten eine Situation gibt, in der „nirgendwo Wind“ ist. Windparks in verschiedenen RegionenDaher muss die Wettervorhersage für größere Regionen genauer sein. Die Vorhersage zur Vorhersage des von Wind- und Solarenergiesystemen erzeugten Stroms verbessert sich stetig, was bedeutet, dass die Energie aus diesen Systemen zunehmend vorhersehbarer wird und dies ermöglichtsie sollen zur Frequenzstabilisierung beitragen.
Das Hauptproblem im Moment besteht darin, dass die Rahmenbedingungen des Ausgleichsmarktes verhindern, dass erneuerbare Energiequellen diese Dienstleistungen erbringen. Dies bedeutet, dass die Transformation des bereits implementierten Energiesystems auch den Ausgleichsmarkt einschließen sollte, der Chancen für bietetTeilnahme erneuerbarer Energiequellen. Dies kann durch kürzere Ausschreibungsfristen und Vorlaufzeiten erreicht werden. Dies würde auch erneuerbaren Energiesystemen, die auf der Umwandlung von erneuerbarem Gas in Elektrizität basieren, den Zugang zum Markt ermöglichen.
„Wenn die Nachfrage das Angebot übersteigt, wird die nicht wesentliche Nachfrage reduziert und Backup-Speichersysteme aktiviert“, erklärt Direktor Richard Black auf der ECIU-Website. „Wenn das Angebot die Nachfrage übersteigt, wird der Ersatzstrom beispielsweise für die Erzeugung von Wasserstoff zur späteren Verwendung verwendetoder zum Heizen oder wird exportiert. Die genaue Lösung für eine bestimmte Situation wird weitgehend vom Markt ausgearbeitet: Wind- und Solarenergie haben Vorrang bei der Erzeugung, da sie im Grunde genommen freien Strom und andere angebots- oder nachfrageseitige Maßnahmen produzierenJe nach Preis. Intelligente Technologie ölt die Entscheidungsräder. “
„Aber der Wind weht nicht und die Sonne scheint nicht die ganze Zeit“
"Sicher", sagt Richard Black, "aber es gibt auch nicht immer Spitzenbedarf, weshalb es" Spitzenbedarf "genannt wird."
Damit dies funktioniert, muss das Netz flexibel sein. Mit anderen Worten, es muss modifiziert werden, um an die neuen Systeme für erneuerbare Energien angepasst zu werden. Laut einem anderen ECIU-Sprecher der Exeter University Professor Catherine Mitchell Der Gesamtbedarf muss reduziert werden, indem der Energieverbrauch effizienter gestaltet wird. Die Spitzenlast muss dann mithilfe des Energiespeichers auf andere Tageszeiten verlagert werden. Schließlich muss kurzfristig flexibel sein, um zufällige Ergebnisse zu erzielenSchwankungen.
Nutzung von Biogas zur Stromerzeugung
Eine andere Lösung besteht darin, Biogas zu verbrennen. Dies kann durch anaerobe Vergärung in landwirtschaftlichen Betrieben und durch Verarbeitung von Lebensmittelabfällen erzeugt werden, was in vielen Ländern ein großes Problem darstellt. Ein Großteil davon wird derzeit auf Deponien entsorgt. Das Gas kann sein. unterirdisch gelagert Leider ist der AD-Sektor in Großbritannien derzeit viel weniger gut entwickelt als in Deutschland, aber bei näherer Betrachtung hat er tatsächlich ein enormes Potenzial.
Nach dem Vereinigung für anaerobe Verdauung und Bioressourcen ADBA Biogas aus Pflanzen mit anaerober Vergärung AD kann bis zu 30 Prozent des inländischen Gas- oder Strombedarfs in Großbritannien oder über 80 Terrawattstunden TWh . 2014 nach einem Bericht der Parlamentarisches Amt für Wissenschaft und Technologie POST Biogas dargestellt 7 Prozent der einheimischen Gasversorgung Großbritanniens bereitgestellt von AD-Anlagen und Deponiegas. Zahlen haben gezeigt, dass Schottlands AD-Sektor dies könnte Wachstum um 200 Prozent in den nächsten zwei Jahren, während das vom britischen Agrarsektor produzierte Biogas zu a geführt hat 40 Prozent Anstieg in Strom aus Biogas. Laut britischen Bioökonomie-Beratern NNFCC auf ihrer AD-Portal 1 Tonne Lebensmittelabfälle können etwa 300 kWh Energie erzeugen. Die Renewable Energy Association REA geht davon aus, dass alle inländischen Lebensmittelabfälle des Vereinigten Königreichs genug Strom für 350.000 Haushalte erzeugen könnten.
Eine andere Möglichkeit ist Biogas aus menschlichem Kot. Die Vereinten Nationen haben gerade einen Bericht veröffentlicht, in dem behauptet wird, dass Biogas aus menschlichem Abfall weltweit Strom liefern könnte. 138 Millionen Haushalte .
Verbindungsleitungen
Es besteht auch die Möglichkeit, erneuerbare Energie aus dem Ausland über Verbindungsleitungen, HGÜ-Unterseekabel, aus Ländern wie Dänemark, Deutschland und Norwegen zu importieren. Das Vereinigte Königreich verfügt bereits über solche Verbindungsleitungen aus Irland, Frankreich und den Niederlanden und entwickelt derzeit eine Verbindungsleitungzwischen Großbritannien und Norwegen wurden initiiert von eine Vereinbarung im Mai dieses Jahres. Darüber hinaus schreitet die EU mit ihren Plänen zur Entwicklung einer europaweiten Energieunion zügig voran. Wenn dies erfolgreich ist, wird sich Europa insgesamt noch weiter dem Ziel einer 100-prozentigen Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen zuwendenDie Kritiken.
Fazit
Es gibt zahlreiche Berichte, die genau beschreiben, wie Länder auf der ganzen Welt bis 2050 ganz oder fast vollständig mit erneuerbaren Energien betrieben werden können. Zum Beispiel Anfang dieses Jahres Nachfrage nach Energiegleichheit wurde von Greenpeace beauftragt, diese Frage für Großbritannien zu prüfen, und stellte fest, dass das Land eine erneuerbare Energieversorgung von 90 Prozent erreichen kann, einschließlich mehr als 80 Prozent seines Stroms aus Wind, Sonne und Gezeiten.
Die Grundlastkraft ist also angesichts des politischen Willens, sie zu erreichen, überhaupt kein Thema. Das eigentliche Problem sind daher alle berechtigten Interessen, die trotz des an einem veralteten und schmutzigen fossilen Energiesystem festhalten wollenTatsache, dass diese veraltete Art, Dinge zu tun, die Erde selbst und alles, was darauf lebt, schnell gefährdet.