Den zweiten Platz im Ranking der pv magazine energy storage highlights belegt Vattenfall gemeinsam mit Nordex Energy und dem
Competence Center für Erneuerbare Energien und Energieeffizienz (CC4E) der HAW Hamburg. Die Unternehmen betreiben einen Windpark mit angeschlossenem Batteriespeicher und erforschen damit die Möglichkeiten der Netzstabilisierung und damit einhergehende Geschäftsmodelle. Auf Platz 3 des Rankings liegt ein Open-Source Betriebs- und Energiemanagementsystem für Batteriespeicher und auf Platz 4 ein Microgrid-Projekt auf den Malediven. Das gesamte Ranking können Sie in unserer Sonderausgabe energy + storage zur Energy Storage Europe in Düsseldorf, vom 12. bis 14. März, nachlesen.
Die Top 5 Speicher-Highlights stellen sich vor
Dort können Sie auch Sebastian Gerhard treffen. Er ist Direktor für Batterietechnik bei Vattenfall und wird die neuen Möglichkeiten an den Märkten für Regelleistungen erläutern.
Zunehmend drängen erneuerbare Energien fossile Brennstoffe aus dem Energiemix und mit ihnen die rotierenden Massen, die das Netz stabilisieren. Energieversorger und Netzbetreiber sind daher auf der Suche nach preisgünstigen und erneuerbaren Alternativen. Ein neuer Ansatz von Vattenfall, Nordex Energy und CC4E will nun erneuerbare Energien in verlässliche Stabilisatoren verwandeln. Dafür installierten sie an einem 12,6-Megawatt-Windpark in Curslack in Norddeutschland einen Lithium-Batteriespeicher mit 720 Kilowatt Leistung und 792 Kilowattstunden Kapazität. Die Batterie ist aus Lithium-Ionen-Akkus aufgebaut, wie sie auch in Elektroautos verwendet werden. Batteriespeicher und Windpark interagieren mittels einer intelligenten Regeleinheit miteinander und speisen Strom in das öffentliche Stromnetz ein. Entscheidend dabei sei, dass die beiden Komponenten eine Einheit bilden und gemeinsam in den Netzanschlusspunkt einspeisen, betont Vattenfall. Mit dem Speicherregelkraftwerk sollen verschiedene Anwendungsfälle zur Spannungs- und Frequenzhaltung erprobt werden, wie auch die Bereitstellung lokaler Blindleistung, Redispatch und anderes. Dabei sollen die Systemdienstleistungen nicht nur nacheinander, sondern auch gleichzeitig (gestapelt) ausgeführt werden, was eine Neuheit darstelle.
Noch weiter in die Zukunft geblickt, versucht das Team auch die Momentanreserve zu ersetzen, wobei dafür bisher noch keine Geschäftsmodelle existieren. Da die benötigte Energie für Systemdienstleistungen wie die Momentanreserve künftig nicht mehr automatisch vorgehalten wird, muss nun erarbeitet werden, zu welchen Bedingungen sie zukünftig bereitgestellt und vergütet werden kann, schreibt Vattenfall. Zwar wird der Speicher derzeit mit Windenergie geladen, doch die Entwickler betonen, dass die Photovoltaik ebenfalls fluktuiert und daher auch von ähnlichen Modellen profitieren könnte. Das Projekt ist Teil der „Norddeutschen Energiewende NEW4.0“, das zum Ziel hat, Hamburg und Teiles des Umlands zu 100 Prozent aus erneuerbaren Energien zu versorgen.
Kommentare der Jury:
Julian Jansen: “Das NEW 4.0 Projekt ist Spitzenreiter dabei, wichtige Akteure aus der gesamten Energiebranche zusammenzubringen, um das zukünftig dezentrale, kohlenstoffarme, digitale und kundenorientierte Energiesystem zu gestalten.
Logan Goldie-Scott: “Die Energiespeicherung ermöglicht einen stärkeren Wettbewerb zwischen erneuerbaren Energien und thermischen Kraftwerken in erweiterten Zeitfenstern. Pilotprojekte wie dieses helfen dabei, die Nutzungsmöglichkeiten auszubauen.“
Florian Mayr: “Das ist ein ganzheitlicher Ansatz, der proaktiv für ein Marktrahmen wirbt, der den wirtschaftlichen Einsatz von Speichern weiter verbessert. Vor allem in der Pilotphase, sind der Ansatz und das spezifische Thema für die Industrie und die Energiewende relevant.
Die Jury:
Xavier Daval
Daval ist ein internationaler Solar- und Speicherexperte sowie Vorstandsvorsitzender des französischen solartechnischen Beratungsunternehmens kiloWattsol SAS, das er 2007 gegründet hat. Er ist Elektroingenieur und ehemaliger Direktor der Region EMEA für einen an der New Yorker Börse notierten Hersteller von Werkzeugen für die Elektronikindustrie. Er ist auch Vizepräsident des französischen Verbandes für erneuerbare Energien, Syndicat des Energies Renouvelables, und dort Vorsitzender der Solarkommission und Direktor des Global Solar Council.
Logan Goldie-Scot
Goldie-Scot leitet das Energiespeicher-Insight-Team von Bloomberg NEF. Er führt die Analysen des Unternehmens zu den globalen Energiespeichermärkten durch und bietet Einblicke in Technologie, Märkte, Richtlinien und Vorschriften sowie die Wettbewerbslandschaft. Er überwacht auch die Analyse von Lieferketten.
Rolf Heynen
Heynen ist Direktor von Good! Neue Energie. Good! ist bekannt für den jährlichen niederländischen Solar Trend Report – der auch auf Englisch erscheint – das Solar Quarterly, die internationale Fachmesse Solar Solutions und die Solar Business Day Konferenz. Good! ist außerdem in den Bereichen erneuerbare Wärme, smarte Beleuchtung und Gebäude, Energiespeicherung, Beratung, Energiemodellierung und Marktforschung tätig. Heynen hat Abschlüsse als Elektroingenieur und in Politikwissenschaft.
Mark Higgins
Higgins ist COO von Strategen, einem Dienstleistungsunternehmen, das sich auf die Marktentwicklung für ein erneuerbares Stromnetz konzentriert. Zu seinen vielfältigen Erfahrungen im Energiesektor vor Strategen gehört seine Tätigkeit als Direktor Netzbereich West bei SunEdison, als Vizepräsident für Finanzen bei Hu Honua Bioenergy und als Leiter für die Bereiche Politik, Zusammenschaltung und Übertragungsplanung bei Pazifik Gas & Elektrik.
Julian Jansen
Jansen ist Forschungsleiter bei IHS Markit Technology. Er leitet die weltweite Forschung der Gruppe zu stationären Energiespeichern und bietet Einblicke zu den Triebkräften am Markt und zu neu aufkommenden Geschäftsmodellen, die die Speicherbereitstellung in Europa und Nordamerika beschleunigen. Jansen liefert auch strategische Beratung für geplante Projekte mit neuen Energietechnologien.
Florian Mayr
Mayr ist Partner bei Apricum und Leiter im Bereich Energiespeicherung, digitale Energieversorgung und umweltfreundliche Mobilität. Er ist Experte für Strategie, Geschäftsentwicklung und Transaktionsberatung in globalen Märkten für erneuerbare Energien. Mayr berät Cleantech-Unternehmen bei Unternehmens- und Projektfinanzierungen. Vor Apricum war er acht Jahre in leitenden Positionen bei McKinsey & Company und RWE tätig.
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Ich weiß ja nicht, ob das so eine gute Idee ist, mit der „Momentanreserve“ noch einen weiteren Kostenfaktor zu erfinden. Wenn diese bisher „nebenher“ von den trägen Massen der mechanischen Kraftwerke erledigt wurde, dann wäre es doch das sinnvollste, sie in Zukunft „nebenher“ von den schnell reagierenden Batteriespeichern erledigen zu lassen.
Natürlich wollen kommerzielle Unternehmen so viel herausholen, wie möglich. Aber Politik und Verbraucher sollten sich nicht jeden Mist weißmachen und aufschwätzen lassen. Wenn Batteriespeicher in großem Stile aufgebaut werden, um die im Tageslauf auftretenden Differenzen zwischen Erzeugung und Verbrauch auszugleichen, dann sollten sie das auf allen Zeitskalen tun, auf denen sie das können, und sich nicht für jede extra bezahlen lassen.
Es ist sicher nicht verkehrt, dass Speicher für die Bereitstellung von Energie zum Ausregeln von Leistungsmangelsituationen eingesetzt werden. Auch nicht verkehrt ist, dass Speicher in Leistungsüberschusssituationen aus dem System Energie in die Speicher überführen. Aber das allein als Ersatz für die rotierenden Massen zu „verkaufen“, das ist falsch. Da liegt der Hund begraben. Es muss zunächst ein Leistungsungleichgewicht so erkannt werden, dass das zu einer Regelgröße führt. Ein Synchrongenerator stellt mit seiner rotierenden Schwungmasse eben exakt mit der Drehgeschwindigkeit und damit mit der erzeugten Frequenz des Wechselstromes die Kenngröße her, aus der sich das Leistungsungleichgewicht aufgrund von physikalischen Gesetzen ergibt. Dann erst ist für die Speicher diese Kenngröße nutzbar, um das System wieder in das Leistungsgleichgewicht zu überführen.
Das Leistungsungleichgewicht kann natürlich auch durch die Bestimmung des Randintegrales erfolgen. Das aber setzt eine quasi gleichzeitig erfolgende und entsprechend genaue Messung der Leistung an allen Übergabestellen am Rand einer Energiezelle voraus. Bei mehreren Übergabestellen ist das sehr schwer machbar. Die Thematik der Gleichzeitigkeit von Messungen führt immer zu Überlegungen, in denen die küpfmüllersche Unbestimmtheitsrelation greift. Siehe bei Wikipedia: Um eine Frequenz von 1 Hz zu bestimmen, muss das Signal mindestens 1 s lang gemessen werden.
Zu all dem kommt noch folgendes: Jede Messung kostet Zeit. Jede Informationsübertragung auch. Aber auch die Energiezufuhr (bei Leistungsmangel) und das Wegspeichern von Energie (bei Leistungsüberschuss) braucht Zeit. Wenn das System schneller instabil wird, als die vorgenannten Maßnahmen greifen, dann ist der Weg in die Instabilität nicht mehr aufzuhalten. Das Energiesystem hat einen Kipppunkt. Wird der überschritten, dann führt kein Weg mehr zurück. Da hilft dann auch keine Leistungselektronik nicht mehr.
Wir haben es bei diesem Thema mit der Notwendigkeit des Sowohl-als-auch-Denkens zu tun. Wir brauchen eine Kenngröße. Um diese zu erhalten brauchen wir Zeit. In dieser Zeit bewegt sich das System weiter aus dem Ungleichgewicht heraus. Dann brauchen wir rasch reagierende Stützungsmaßnahmen. Je rascher diese reagieren, um so eher kann die Bewegung aus dem Ungleichgewicht gestoppt werden. Ein System, das keine Momentanreserve mehr hat, bewegt sich beliebig schnell aus dem Ungleichgewicht. Dann kann auch eine noch so rasch reagierende Stützungsmaßnahme nicht mehr greifen.
Ich bleibe dabei: Wir brauchen eine ausreichende Energiepufferung in den rotierenden Massen, damit die erzeugte Frequenz bei einem Leistungshub sich so „langsam“ verändert, dass eine „schnelle“ Regelung in den Gleichgewichtszustand wieder zurückführen kann. Die rotierenden Massen müssen nicht in konventionellen Kraftwerken installiert sein. Es genügen am Netz zugeschaltete Synchrongeneratoren mit insgesamt ausreichender Speicherung „mechanischer“ Energie. Dann folgt aus dem Satz der Erhaltung der Energie in einem abgeschlossenen System „automatisch“ der inhärent ablaufende Prozess einer Neuverteilung der Energieanteile.
Siehe weiter: https://www.saurugg.net/hintergrundthemen#momentanreserve
Tolle Technik aber auf Dauer unrentabel und auf permanente Subvention angewiesen. Nach 7- 8 Jahren haben die Batterien günstigstenfalls halbe Kapazität. Wie will man betriebswirtschaftlich so etwas rechnen?
Vom Resourcenaufwand und Problemen bei der Beschaffung seltener Rohstoffe ganz abgesehen. Als Versuchsanlage ganz nett und gutes Lehrmodell für Studenten und Technikfreaks, wohl aber kaum ein Modell für die Zukunftssicherung der Energiewirtschaft. Läuft eher unter dem Begriff Hobby von Politikern, Professoren und einigen grünen Egoshootern, bei denen das Abfassen von Subventionen und Forschungsgeldern aus dem unermesslichen Fördertöpfen – permanent gespeist mit unserem Steuergeld – das wesentliche Geschäftsmodell ist.
Herr, bitte lass‘ Hirn regnen.