Was denken Sie, wenn Sie den Begriff „Langzeit-Energiespeicher“ hören?
In der Energiegemeinschaft gibt es keine einheitliche Definition für die langfristige Energiespeicherung (LDES). Für einige bezieht es sich auf Speichersysteme, die mindestens 10 Stunden gespeicherte Energie bereitstellen können. Für andere bezieht es sich auf Speichersysteme, die über genügend gespeicherte Energie verfügen, um dem Netz eine feste Kapazität bereitzustellen.
Unser Verständnis des Energiesystems ändert sich ständig. Unsere Energiesprache und vor allem die Bedeutung dieser Sprache ändert sich ebenfalls – aber die Definition von Begriffen ist ein bisschen wie die Landung eines Flugzeugs auf einer sich bewegenden Landebahn.
In einem neuer Gedankenbeitrag des National Renewable Energy Laboratory (NREL), beschreiben Analysten die Herausforderung, eine einheitliche Definition für LDES zu erstellen, die widerspiegelt, wie es zur Unterstützung des Netzes verwendet wird. Diese Arbeit ist Teil des mehrjährigen Speicherzukunftsstudie unterstützt vom US-Energieministerium, um die potenziell grundlegende Rolle der Energiespeicherung im sich entwickelnden US-Energiesystem zu untersuchen.
Die Bedeutung einer gemeinsamen Definition
Da der Anteil der US-Stromerzeugung aus variablen erneuerbaren Energien wächst, hat LDES als möglicher Weg, erschwinglichen, zuverlässigen Strom zu ermöglichen und die Dekarbonisierung des Stromsystems zu unterstützen, zunehmend an Bedeutung gewonnen.
„Langzeit-Energiespeicherung ist zu einem größeren Teil von Stakeholder-Gesprächen geworden, die darauf abzielen, die Bedürfnisse der aktuellen und zukünftigen Netze zu verstehen und Richtlinien und Marktregeln festzulegen“, sagte Paul Denholm, Hauptautor des Papiers. „Deshalb können unterschiedliche Definitionen wichtige Konsequenzen haben.“
In dem Papier behauptet NREL, dass eine einheitliche Definition für LDES eine gemeinsame Sprache und ein gemeinsames Verständnis der Interessengruppen über die Rolle von LDES in zukünftigen Netzen schaffen würde, einschließlich solcher, die sich einer 100%igen Dekarbonisierung nähern und hauptsächlich auf erneuerbare Energien setzen.
Ein Daueranwendungs-Rätsel
Derzeit wird LDES typischerweise durch die Dauer oder die Zeitdauer definiert, die ein System die maximale Leistungsabgabe aufrechterhalten kann. NREL fand in einer Literaturrecherche heraus, dass sich LDES auf eine Dauer von 4 Stunden bis zu mehreren Tagen beziehen kann, wobei über 10 Stunden am häufigsten zitiert werden (in Übereinstimmung mit Definition von ARPA-E).
Während die Dauer die einfachste Art ist, LDES für Kommunikationszwecke zu definieren, argumentiert NREL, dass sie nicht angibt, wie die gespeicherte Energie verwendet wird oder welchen Wert sie dem Netz liefert.
Energiespeicher werden zunehmend eingesetzt, um feste Kapazitäten bereitzustellen oder um das Stromsystem trotz Ausfällen, extremen Wetterbedingungen, geringer Erzeugung aus variablen erneuerbaren Technologien wie Wind- und Solarphotovoltaik usw. am Laufen zu halten. Die Dauer, die benötigt wird, um eine feste Kapazität bereitzustellen, variiert erheblich und kann von wenigen Stunden bis zu mehreren Tagen reichen, abhängig von vielen Faktoren, wie dem Anteil der variablen erneuerbaren Erzeugung oder der Stromlast, die das System bedient.
Derzeit kann ein 4-Stunden-Speichersystem an vielen Standorten eine beträchtliche feste Kapazität bereitstellen, dies entspricht jedoch nicht einer LDES-Definition, die auf einer Dauer von mehr als 10 Stunden basiert Anwendung.
Die Suche nach einer Definition geht weiter
NREL muss noch eine einzige einheitliche Definition für LDES festlegen, um sowohl die Dauer als auch die Anwendung zu beschreiben, und kommt zu dem Schluss, dass es möglicherweise nicht möglich ist, die beiden miteinander in Einklang zu bringen. Das Team schlägt vor, dass jede Verwendung des Begriffs LDES von einer kurzen qualitativen Beschreibung begleitet werden sollte, um die Absicht der Verwendung des Begriffs zu verdeutlichen. Und wenn eine Dauer muss verwendet werden, empfiehlt das Team die Verwendung der ARPA-E-Definition von 10–100 Stunden, jedoch mit den entsprechenden Einschränkungen.
„Das mag etwas unbefriedigend sein“, sagte Denholm. „Aber es spiegelt die wachsende Komplexität unseres Netzes wider. Unsere Sprache spiegelt wider, wie wir das Raster sehen und verstehen, das sich ständig verändert, daher muss auch unsere Terminologie flexibel sein. Die Rolle der Lagerung unterschiedlicher Dauer wird letztendlich durch die Kosten und den Nutzen der Bereitstellung fester Kapazitäten und anderer Dienste bestimmt, die wir noch verstehen.“
Das NREL-Team ermutigt Forscher, Analysten und andere, die im Bereich der Energiespeicherung arbeiten, sorgfältig zu überlegen, wie sie LDES definieren, um gemeinsam das Verständnis dafür zu verbessern, wie Speicher in zukünftige Energiesysteme passt.
Erfahren Sie mehr über NRELs Energieanalyseforschung und der Speicherzukunftsstudie.
Artikel mit freundlicher Genehmigung von Nationales Labor für erneuerbare Energien.
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