Die Möglichkeit, Strom im industriellen Maßstab zu speichern, kommt allen Marktteilnehmern zugute: Herstellern, Lieferanten, Verbrauchern und Regulierungsbehörden

Der neueste Analysebericht der Forschungsorganisationen GTM Research und ESA U.S. Der Energy Storage Monitor meldet Rekordinvestitionen in Energiespeicherprojekte. Das Volumen der Risikoinvestitionen und Projektfinanzierungen in diesem Sektor erreichte im dritten Quartal 2016 660 Millionen US-Dollar mit einer Jahresprognose von 812 Millionen US-Dollar Industrieländer Energiespeichertechnologien betreten das Stadium der „vorkommerziellen“ Nutzung.

Sparproblem

Der Hauptunterschied zwischen der Elektrizitätswirtschaft und jeder anderen „physischen“ Industrie besteht darin, dass die von ihr produzierten Güter nicht im industriellen Maßstab gelagert werden können. In jeder Zeiteinheit muss diese Industrie genau so viel Strom produzieren, wie der Verbraucher benötigt.

Um diese Fähigkeit bereitzustellen, sind entweder teure Notstromerzeugungskapazitäten oder komplexe geografisch verteilte Stromversorgungssysteme erforderlich. Es ist unmöglich, im Energiesystem nur Kernkraftwerke (KKW) zu haben, die ihre Last nicht schnell abwerfen und erhöhen können, oder nur erneuerbare Energiequellen (RES) – Sonne und Wind dürfen zum Beispiel nicht scheinen oder wehen richtige Zeit. Daher erfolgt ein erheblicher Teil der Stromerzeugung aus traditionellen fossilen Ressourcen (Kohle, Gas), die sowohl Zuverlässigkeit als auch die erforderliche Manövrierfähigkeit bieten.

Die Funktionsweise eines Energiesystems wird in erster Linie durch den Grad seiner Belastung durch Verbraucher bestimmt. In der Regel sinkt der Stromverbrauch nachts deutlich und übersteigt morgens und abends den Tagesverbrauch. Und im Allgemeinen ändert sich die elektrische Last unabhängig von der Tageszeit ständig. Diese ständigen Schwankungen erschweren die Aufrechterhaltung des Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch und führen dazu, dass die Erzeugungskapazitäten über einen erheblichen Teil der Zeit in einem wirtschaftlich suboptimalen Modus arbeiten.

Es gibt drei traditionelle Arten von Kraftwerken: Kernkraftwerke, thermische Kraftwerke (KWK) und Wasserkraftwerke (WKW). Aus Sicherheitsgründen regeln Kernkraftwerke ihre Last nicht. Wasserkraftwerke eignen sich deutlich besser für den Betrieb mit ungleichmäßigem Lastplan, sind aber nicht in jedem Energiesystem vorhanden und wenn, dann nicht immer in der benötigten Menge. Somit liegt die Hauptlast bei der Deckung der Ungleichmäßigkeiten des täglichen Stromverbrauchs bei Wärmekraftwerken. Dies wiederum führt zu einem unwirtschaftlichen Betrieb, erhöht den Kraftstoffverbrauch und damit die Stromkosten für die Verbraucher.

Alle oben genannten Probleme sowie eine Reihe anderer können durch den Einsatz industrieller Energiespeichertechnologien gelöst werden.

Auswirkungen der Akkumulation

1. Auswirkungen auf die Erzeugung: Der Einsatz von Speichergeräten ermöglicht die Optimierung des Stromerzeugungsprozesses durch eine Angleichung des Lastplans an die teuersten Erzeugungsanlagen und die Eliminierung der Rolle der Regulierungsbehörde für die teure Wärmeerzeugung. Dies wiederum wird unweigerlich zu einer Verringerung des Kohlenwasserstoffverbrauchs, einer Erhöhung der Auslastung der installierten Kraftwerkskapazitäten, einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Energieversorgung und einer Verringerung des Bedarfs für den Bau neuer Kapazitäten führen.

2. Wirkung für staatliche Regulierung: Speicher ermöglichen die Bildung einer Energiereserve ohne übermäßigen Betrieb von Erzeugungskapazitäten, optimieren den Betriebsmodus von Kraftwerken und sorgen für einen reibungslosen Übergang der Nachtminimum- und Tagesmaximumlasten.

3. Effekt für Verbraucher: Strom wird günstiger, die Zuverlässigkeit der Stromversorgung steigt, es ist möglich, den Betrieb kritischer Geräte bei Stromausfällen sicherzustellen und bei Unfällen eine Reserve zu bilden.

4. Wirkung für den Stromnetzkomplex: Speichergeräte reduzieren die Spitzenlast der Umspannwerke und die Kosten für die Modernisierung der Netzinfrastruktur und verbessern die Qualität und Zuverlässigkeit der Stromversorgung der Verbraucher.

Zusätzliche Effekte

Einer der Haupttrends im globalen Energiebereich ist heute die Entwicklung der erneuerbaren Energieerzeugung. Unter den Ländern, die grüne Energie entwickeln, sind die auffälligsten Beispiele Dänemark, das 140 % des nationalen Energiebedarfs aus erneuerbaren Energiequellen deckt, und Deutschland, wo erneuerbare Energiequellen etwa 50 % der installierten Kraftwerkskapazität ausmachen (94 von 182). GW) und dieser Anteil wächst stetig weiter. Zu bestimmten Zeiten können erneuerbare Energiequellen bereits bis zu 100 % des Strombedarfs decken. Gleichzeitig müssen sowohl thermische als auch nukleare Kraftwerke eine Reservefunktion erfüllen, da die Produktion erneuerbarer Energien nicht konstant ist. Stromspeicher können eine Möglichkeit sein, die erfolgreiche Integration erneuerbarer Energiequellen in die Energiesysteme verschiedener Länder fortzusetzen. Sie werden Schwankungen in der Produktion erneuerbarer Energiequellen glätten und den Lastplan ausgleichen.

Ein weiterer Trend ist die Entwicklung dezentraler Energie. Verbraucher möchten ihre Kosten minimieren und ihre eigenen Erzeugungsquellen installieren (z. B. Sonnenkollektoren oder Windgeneratoren). In Ländern mit einem hohen Anteil dezentraler Erzeugung stellt sich das Problem, solche Verbraucher in das Marktsystem zu integrieren. Denn der Verbraucher selbst bezieht aus seiner Quelle so viel Strom, wie er benötigt dieser Moment Zeit, er kann einen Überschuss haben. Das Problem, diesen Überschuss an das Netzwerk zu verkaufen, kann mit Hilfe von Antrieben gelöst werden. Darüber hinaus können sie auch zur Bildung individueller Rücklagen genutzt werden.

Technologiewettbewerb

Heute werden 99 % der industriellen Stromerzeugung und -speicherung (ca. 132,2 GW) durch Pumpspeicherkraftwerke (PSPPs) bereitgestellt. Alle anderen Speichertechnologien machen 1 % aus, hauptsächlich Druckluftspeicher, Natriumsulfidbatterien und Lithiumbatterien. Die bewährtesten Speicher sind Pumpspeicherkraftwerke und Geräte mit Drucklufttechnik. Weitere Technologien befinden sich noch in der Entwicklung.

Pumpspeicherkraftwerke und Geräte mit Drucklufttechnologie können zwar ausreichend große Strommengen für mehrere Stunden speichern, sind jedoch hinsichtlich der Bereitstellung großer Energiemengen zur Unterstützung oder zum Ausgleich verschiedener kurzfristiger Schwankungen recht begrenzt.

Was Batterien betrifft, liegen die aktuellen Installationskostenschätzungen zwischen 200 und 800 US-Dollar pro kW installierter Kapazität. Die niedrigsten Kosten weisen Blei-Säure-Batterien auf, da sie sich auf einem höheren technologischen Entwicklungsstand befinden. Dieser Bereich liegt am unteren Ende der Kostenspanne für Pumpspeicherung, ist aber deutlich niedriger als bei anderen potenziellen und neuen Speichertechnologien. Der Hauptnachteil von Blei-Säure- und anderen Batterien ist jedoch ihre geringe Lebenserwartung im Vergleich zu Pumpspeicherkraftwerken, die eine deutlich längere Betriebsdauer haben. Die Lebensdauer von Batterien variiert stark je nach Nutzungshäufigkeit, Entladerate und Anzahl der Tiefentladezyklen.

Braucht Russland Energiespeichertechnologien?

Die Stromspeicherung wird vom McKinsey Global Institute als eine von 12 bahnbrechenden Technologien bezeichnet, die sich grundlegend verändern werden globale Wirtschaft. BCC Research schätzt, dass der Markt für alle Arten von wiederaufladbaren Batterien in den nächsten zehn Jahren mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 18,7 % wachsen wird, von 637 Millionen US-Dollar im Jahr 2014 auf 3,96 Milliarden US-Dollar im Jahr 2025.

Die Kapazität der Stromspeicher in den EU-Ländern, den USA und China wird sich nach verschiedenen Szenarien der Internationalen Energieagentur bis 2050 um das Zwei- bis Achtfache erhöhen. In Russland wird nach 2022 ein neuer Investitionszyklus im Energiesektor prognostiziert. Die potenzielle Nische für neue Energieanlagen wird auf 15–30 GW geschätzt. Bis 2035 könnten die Investitionen 500–700 Milliarden US-Dollar erreichen. Gleichzeitig können nahezu alle Marktteilnehmer vom Einsatz von Speichergeräten profitieren.

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Vielleicht am meisten alte Uniform moderne netzgebundene Energiespeicher. Das Funktionsprinzip ist einfach: Es gibt zwei Wassertanks, einer höher als der andere. Bei geringem Strombedarf kann die Energie genutzt werden, um Wasser nach oben zu pumpen. Zu Spitzenzeiten strömt Wasser herab, dreht einen Wassergenerator und erzeugt Strom. Ähnliche Projekte werden beispielsweise von Deutschland in stillgelegten Kohlebergwerken oder kugelförmigen Behältern auf dem Meeresboden entwickelt.

Druckluft

Macht im Süden

Im Allgemeinen ähnelt diese Methode der vorherigen, außer dass anstelle von Wasser Luft in die Tanks gepumpt wird. Bei Bedarf wird Luft abgelassen und dreht die Turbinen. Diese Technologie existiert theoretisch schon seit mehreren Jahrzehnten, in der Praxis gibt es jedoch aufgrund der hohen Kosten nur wenige funktionierende Systeme und einige weitere Testsysteme. Das kanadische Unternehmen Hydrostor entwickelt einen großen adiabatischen Kompressor in Ontario und Aruba.

Geschmolzenes Salz

SolarReserve

Mithilfe von Sonnenenergie lässt sich Salz auf die gewünschte Temperatur erhitzen. Der entstehende Dampf wird entweder sofort von einem Generator in Strom umgewandelt oder als Salzschmelze mehrere Stunden lang gespeichert, um beispielsweise abends Häuser zu heizen. Eines dieser Projekte ist der Mohammed bin Rashid Al Maktoum Solar Park – in Vereinigte Arabische Emirate. Und im Labor von Alphabet X besteht die Möglichkeit, geschmolzene Salze in Kombination mit Frostschutzmitteln zu verwenden, um überschüssige Sonnen- oder Windenergie zu bewahren. Georgia Tech hat kürzlich mehr gebaut effektives System, bei dem Salz durch flüssiges Metall ersetzt wird.

Flow-Batterien

CERN-Wissenschaftler: „Das Universum sollte nicht existieren“

Redox-Flow-Batterien bestehen aus riesigen Elektrolyttanks, die durch Membranen geleitet werden und eine elektrische Ladung erzeugen. Vanadium wird üblicherweise als Elektrolyt verwendet, ebenso wie Lösungen von Zink, Chlor oder salziges Wasser. Sie sind zuverlässig, einfach zu bedienen und haben eine lange Lebensdauer. Die weltweit größte Flow-Batterie wird in Höhlen in Deutschland gebaut.

Herkömmliche Batterien

SDG&E

Calmac

Nachts wird das in den Tanks gespeicherte Wasser gefroren, tagsüber schmilzt das Eis und kühlt benachbarte Häuser, wodurch Sie Kosten für die Klimaanlage sparen können. Diese Technologie ist für Regionen mit heißem Klima und kühlen Nächten wie Kalifornien attraktiv. Im Mai dieses Jahres lieferte NRG Energy 1.800 industrielle Eisbatterien an Southern California Edison.

Super Schwungrad

Leuchtfeuerleistung

Diese Technologie dient der Speicherung kinetischer Energie. Elektrizität startet den Motor, der Rotationsenergie in der Trommel speichert. Bei Bedarf wird das Schwungrad abgebremst. Die Erfindung findet keine breite Anwendung, obwohl sie zur Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung eingesetzt werden kann.

Jetzt können wir nicht mehr Stellen Sie sich Ihr Leben ohne Strom und Heizung vor. Alles unser Das alltägliche Leben verbunden mit der Nutzung vieler Elektrogeräte, die uns den nötigen Komfort bieten. Heute sprechen wir darüber, wie Sie zu Hause Strom sparen können.

Das Diagramm links zeigt die Energieverbrauchsstruktur einer 3-köpfigen Familie.

Jedes Jahr steigen die Strom- und Heizkosten aufgrund höherer Tarife und der zunehmenden Anzahl genutzter Elektrogeräte. Da die Energiereserven sehr begrenzt sind, steigen die Stromkosten jährlich um etwa 15 % und entsprechend steigen auch unsere Stromvergütungen.

Daher immer mehr mehr Leute Sie beginnen darüber nachzudenken, wie sie zu Hause Strom sparen können.

Darüber hinaus wird durch Stromsparen der Verbrauch gesenkt natürliche Ressourcen und den Schadstoffausstoß in die Atmosphäre reduzieren und damit einen sinnvollen Beitrag zum Erhalt unserer Flüsse, Seen und Wälder leisten.
Durch die Einsparung von 100 W Strom können wir 48 kg einsparen Kohle oder 33 Liter Öl oder 35 m3 Erdgas.

Im Durchschnitt zahlt eine dreiköpfige Familie, die in einer Wohnung von 50 m2 lebt, etwa 59 % der Gesamtkosten der Stromrechnungen für Energieressourcen, davon 32 % für Heizung und Warmwasserversorgung, 15 % für Strom und 12 % für Gas .

Diese Tipps sind für diejenigen relevant, die über Wärmezähler oder Elektroheizungen verfügen.

1.Tür- und Fensteröffnungen mit spezieller Isolierung isolieren.
Denn die Hauptwärmelecks entstehen durch Fenster und Türen.


2. Installieren Sie neue energieeffiziente Fenster, vorzugsweise doppelt verglaste.
Wenn Sie einen Balkon oder eine Loggia haben, dann verglasen Sie diese ebenfalls. Das ist das meiste effektive Methode Sparen Sie Wärme im Haus.


3. Es ist notwendig, den Raum richtig zu belüften.


Lüften Sie bei ausgeschalteter Heizung!
Eine vollständige Belüftung für 2 Minuten alle 3–4 Stunden speichert viel mehr Wärme als eine ständige Teillüftung. Im Winter genügen 2-3 Minuten vollständiges Lüften. Im Frühling und Herbst bis zu 15 Minuten.

4. Decken Sie Batterien nicht mit Vorhängen oder dekorativen Platten und Paneelen ab.

1. Überprüfen Sie die Unversehrtheit der Verkabelung im Haus.


Dies verhindert Stromlecks (Verluste können bis zu 30 % betragen) und verringert das Risiko eines Ausfalls Haushaltsgeräte und Kurzschluss.

2. Schalten Sie Elektrogeräte aus, die sich im Standby-Modus befinden(Standby-Modus) - Fernseher, Stereoanlage, DVD-Player.


Die meisten Geräte arbeiten mehrere Stunden am Tag aktiv, die restliche Zeit befinden sie sich im Standby-Modus, was eine erhebliche Menge Energie verschwendet.

3. Sorgen Sie für die richtige Beleuchtung.


A. Nutzen Sie das natürliche Licht (verwenden Sie Lichtvorhänge, helle Farben an Wänden und Decken, waschen Sie die Fenster häufiger, überladen Sie die Fensterbänke nicht.) Dadurch wird der Raum heller.
B. Nutzen Sie das Prinzip der Zonenbeleuchtung – es ist notwendig, die allgemeine und lokale Beleuchtung rational zu nutzen. Allgemeinbeleuchtung dient der allgemeinen Beleuchtung des Raumes (Kronleuchter). Mit lokaler Beleuchtung (Lampen, Wandlampen) können Sie dunkle Ecken des Raumes beleuchten.

Durch die Kombination von lokaler und allgemeiner Beleuchtung (kombinierte Beleuchtung) können Sie Licht rationeller einsetzen – um nur den Bereich des Raums zu beleuchten, den wir benötigen. Durch die Installation einer kombinierten Beleuchtung für einen Raum von 18-20 m2 werden bis zu 200 kW/h eingespart.

4. Ersetzen Sie herkömmliche Glühlampen durch energiesparende.


Sie verbrauchen ein Vielfaches weniger Strom und halten ein Vielfaches länger.

5. Schalten Sie Beleuchtung und andere Elektrogeräte aus, die Sie gerade nicht benötigen.


Schalten Sie beim Verlassen das Licht aus.

6. Waschen Sie Lampen und Schirme häufiger.

So sparen Sie Energie in der Küche und beim Zubereiten von Speisen

Ein Elektroherd ist das energieintensivste Haushaltsgerät und macht mehr als die Hälfte des gesamten Stromverbrauchs aus. Wenn Sie beim Kochen einfache Regeln und Techniken befolgen, können Sie viel Energie sparen.

1. Wenn Sie in einem Topf kochen, müssen Sie den Brenner nur so lange mit voller Leistung einschalten, bis das Wasser kocht. Sobald das Wasser kocht, schalten Sie die Heizung des Brenners sofort auf die minimale Position, in diesem Fall sinkt der Energieverbrauch stark und die Garzeit verlängert sich nicht.

2. Achten Sie darauf, die Pfanne fest mit einem Deckel abzudecken. Beim Kochen im offenen Behälter erhöht sich der Energieverbrauch um das 2,5-fache. Selbst wenn der Deckel leicht geöffnet ist, ist dies gleichbedeutend mit der Tatsache, dass überhaupt kein Deckel vorhanden ist, denn... Mit dem austretenden Dampf geht Wärme verloren.

3. Verwenden Sie Kochgeschirr, dessen Bodendurchmesser der Größe des Brenners entspricht. Der Durchmesser der Pfannenböden muss größer oder gleich dem Durchmesser der Brenner der Elektroherde sein, auf denen sie aufgestellt sind.

4. Lassen Sie das Wasser auf einem mit voller Leistung eingeschalteten Brenner nicht heftig kochen, da das Kochen auf einem beheizten Herd bei viel geringerer Leistung ausreicht.

5. Wenn Sie den Brenner des Elektroherds etwas früher vor dem Ende des Garvorgangs ausschalten, sparen Sie Strom durch Restwärme.

6. Verwenden Sie beim Kochen von Gemüse nur eine minimale Menge Wasser in den Pfannen.

7. Wählen Sie Töpfe mit einer Größe, die der benötigten Futtermenge entspricht. Wenn Sie eine kleine Menge Essen zubereiten müssen, ist es besser, dies in einer kleinen Menge zu tun. Topf auf der kleinsten Herdplatte.

8. Der Boden von Töpfen und Pfannen muss glatt und sauber sein, damit ein enger Kontakt mit den Brennern besteht. Gerichte mit schiefem Boden oder mit Kohlenstoffablagerungen benötigen 60 % mehr Strom.

9. Wählen Sie beim Kauf von Kochgeschirr Bratpfannen und Töpfe mit dickem Boden und Glasdeckel.

10. Verwenden Sie Schnellkochtöpfe. Sie sparen viel Energie und Zeit. Die Garzeit verkürzt sich darin um das Dreifache und der Energieverbrauch halbiert sich. Dies wird durch die Dichtheit von Schnellkochtöpfen erreicht Sonderregelung Kochen – die Temperatur im Kochgeschirr erreicht aufgrund des übermäßigen Dampfdrucks 120 Grad.

11. Kochgeschirr aus Edelstahl mit dickem, poliertem Boden sorgt für guten Kontakt mit dem Herd und spart Energie. Aluminium, emailliertes und teflonbeschichtetes Kochgeschirr sind nicht wirtschaftlich.

12. Der Zustand der Brenner des Elektroherds ist sehr wichtig. Wenn in einem Brenner eine oder zwei Spiralen durchbrennen oder der Brenner durch Überhitzung anschwillt, erhöht sich der Stromverbrauch um bis zu 50 %. Es muss dringend geändert werden.

13. Verwenden Sie spezielle elektrische Heizgeräte (Bratpfannen, Töpfe, Grills, Kaffeemaschinen usw.), bei denen die Gerichte schmackhafter und hochwertiger werden und viel weniger Strom verbraucht wird. Verwenden Sie einen Wasserkocher, der selbst Energie spart, indem er sich automatisch abschaltet, wenn Wasser darin kocht. Kochen Sie jeweils nur so viel Wasser wie nötig.

14. Durch rechtzeitiges Entfernen von Kalkablagerungen im Inneren von Wasserkochern kann der Energieverbrauch erheblich gesenkt werden.

15. Verwenden Sie Thermoskannen oder Töpfe, um Wasser und Speisen über einen längeren Zeitraum warm zu halten.

16. Benutzen Sie die eingeschalteten Elektroherdbrenner nicht zum Heizen des Raumes; dies ist unwirtschaftlich, ineffektiv und gefährlich.

17. Verwenden Sie Mikrowellenherde zum Erhitzen und Garen von Speisen. Sie sparen Zeit und Energie.

Was wir normalerweise unwirtschaftlich machen:
■ Auswahl der falschen Gerichte – Energieverlust 10–15 %
■ Schließen Sie die Behälter beim Zubereiten von Speisen nicht fest. - Verluste 2% - 6%
■ Wir verbrauchen zu viel Wasser – Verluste 5 % – 9 %
■ Wir verwenden Geschirr, das nicht zur Größe des Brenners passt – Verluste 5 % – 10 %
■ Wir nutzen keine Restwärme – Verluste betragen 10–15 %

Und um das Material zu verstärken, finden Sie hier eine wunderbare Infografik der United Energy Company. Das Bild ist anklickbar.


Diese verwenden einfache Tipps Sie können Ihre Energiekosten deutlich senken und Geld sparen.

Wiederholen wir die Grundregeln:










Um in Ihrer Wohnung Energie zu sparen, müssen Sie lernen, diese sinnvoll zu nutzen. Gleichzeitig leisten Sie neben erheblichen Einsparungen bei den Energiekosten einen sehr wichtigen Beitrag zur Lösung globaler Probleme Umweltprobleme.

Der Artikel verwendet Materialien des Informations- und Beratungszentrums für Energieeinsparung (ICC).

Die Internationale Energieagentur prognostiziert, dass der weltweite Anteil erneuerbarer Energien an der gesamten Energieproduktion bis 2021 auf 28 % steigen wird. Gleichzeitig werden Technologien entwickelt, die das Hauptproblem „grüner“ Energie – die ungleichmäßige Stromerzeugung – lösen können. Experten sind zuversichtlich, dass die Energiespeicherbranche in naher Zukunft ein rasantes Wachstum erleben wird.

Ein Solarkraftwerk arbeitet nur bei Tageslicht und bei wolkenlosem Himmel effektiv, und eine Windkraftanlage arbeitet nur, wenn der Wind weht, und diese Produktionsausfälle müssen irgendwie kompensiert werden. Speichern Sie beispielsweise einen Teil der erzeugten Energie mithilfe von Industriebatterien und verbrauchen Sie diese während der abendlichen und morgendlichen Verbrauchsspitzen.

Energiespeicher werden auch bei Unfällen in Stromnetzen nützlich sein. Wie Maxim Ryabchitsky, Leiter des ABB-Schulungszentrums in der Russischen Föderation, feststellt, sind heute die Mengen an Stromproduktion und -verbrauch ausgeglichen und Kraftwerke werden an den Zeitplan des Verbrauchers angepasst. Bei plötzlichen Ausfällen im Energiesystem, deren Ausmaß mit dem russischen vergleichbar ist, wird die Situation jedoch durch eine Batterie mit einer Kapazität von 10–20 MW gerettet, die in der Lage ist, das Energiedefizit für 1,5–2 Stunden zu decken.

Mit staatlicher Unterstützung

Nach Angaben des Leiters von Rusnano Anatoly Chubais ist der Anteil erneuerbarer Energiequellen in volle Lautstärke Die Erzeugung werde bis 2050 40 % des globalen Energiemixes ausmachen und die Stromspeicherung werde eine kommerziell etablierte Technologie werden, wodurch „wir zu einer anderen Energiewirtschaft gelangen werden“.

„Die globale und russische Elektrizitätswirtschaft ist einen Schritt davon entfernt, das grundlegende technologische Prinzip zu transformieren – die Angleichung des Erzeugungs- und Verbrauchsniveaus zu einem einzigen Zeitpunkt. Eine bahnbrechende Technologie, die Erzeugung und Verbrauch trennt, ist die Energiespeicherung. Diese Technologie wird das gesamte Versandsystem, das Verhältnis von traditionellem und alternativem Strom und vieles mehr völlig verändern. Wenn wir der Energiespeichertechnologie eine gute IT-Logik hinzufügen, wird das zweifellos eine Revolution sein“, glaubt Chubais.

Es besteht ein Verständnis für das Problem und Landesebene. Anfang dieses Jahres beauftragte der stellvertretende Ministerpräsident Arkady Dvorkovich das Energieministerium und Rusnano, technische Spezifikationen für die Schaffung eines staatlichen Programms zur Unterstützung eines industriellen Stromspeicherclusters (Stromspeicherung) zu entwickeln. Die Teilnehmer des Treffens mit dem stellvertretenden Premierminister waren auch der Ansicht, dass die industrielle Stromspeicherung am Beginn eines Booms steht, der isolierte, kleine Stromparks und den Transport betreffen wird.

Rusnano glaubt, dass staatliche Unterstützung einen Pool nationaler Akteure auf dem Markt schaffen wird. Es ist geplant, die Nachfrage nach Speichergeräten anzukurbeln, indem die Risiken von Investitionsprojekten ausgeglichen und deren Investitionsattraktivität erhöht werden. Der Einsatz von Industriebatterien werde es ermöglichen, kostengünstige lokale Stromversorgungssysteme zu schaffen, Verbrauchsspitzen zu glätten und Stromhandelsmärkte für dezentrale Energie zu schaffen, betont das Unternehmen.

Elektrochemie und Leben

Derzeit wurden viele Methoden erfunden, um Strom im großen Maßstab zu speichern, der Bau herkömmlicher elektrochemischer Batterien in der Größe eines Hauses hat jedoch Vorrang.

Die Gesamtkapazität der in Betrieb befindlichen und im Bau befindlichen industriellen Energiespeicheranlagen weltweit beträgt nach Angaben des Beratungsunternehmens IHS etwa 3 GW. Analysten sind jedoch zuversichtlich, dass die Energiespeicherbranche in naher Zukunft ein schnelles Wachstum verzeichnen wird.

Die Hauptprobleme experimenteller industrieller Speichergeräte sind hohe Kosten und geringe Kapazität; es gibt noch keine wirtschaftlich sinnvolle Massentechnologie für ihren Bau (hier sticht die Tesla-Technologie hervor, die weiter unten diskutiert wird). Laut Maxim Ryabchitsky hat die in den letzten 20 Jahren durchgeführte Forschung viele Muster (sogar die exotischsten) von Stromspeichern hervorgebracht, diese sind jedoch noch nicht über den Pilotbetrieb hinausgekommen, und bestehende Batterien sind zu teuer und haben es getan geringe Effizienz. Das heißt, Batterien sind immer noch teurer als Solarkraftwerke selbst.

Anton Usachev, Direktor des Verbands der Solarenergieunternehmen, prognostiziert, dass mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energiequellen in der Energiebilanz der Bedarf an geräumigen Stromspeichersystemen in den Ländern steigen wird, die einen Anteil erneuerbarer Energiequellen planen Erzeugung von mindestens 25–30 %.

Die Leistung der heute weltweit eingesetzten Stromspeicherlösungen beträgt in der Regel nicht mehr als 1–2 MW. So startete die italienische Enel im Herbst 2015 in Catania den ersten Stromspeicher an einer Solarstation von 10 MW mit einer Batteriekapazität von 2 MWh und plant in Süditalien einen Windpark von 18 MW mit ebenfalls Lithium-Ionen-Batterien 2 MWh.

Im deutschen Dorf Feldheim ist Europas größter industrieller Energiespeicher entstanden. Das Unternehmen heißt offiziell Regionalregulierungskraftwerk. Der Zweck der Station mit einer Leistung von 10 MW und einer Batteriekapazität von 10,8 MWh besteht darin, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu speichern, die Stabilität des Stromnetzes zu gewährleisten und vorübergehende Frequenzänderungen auszugleichen.

Eine Reihe von Unternehmen (RWE, Vionx, LG, SMA, Bosch, JLM Energy, Varta) haben damit begonnen, den Markt mit Energiespeichersystemen für Industrie und Privathaushalte zu beliefern, die auch mit verschiedenen Lithium-Ionen-Batterien betrieben werden, hauptsächlich Lithiumeisenphosphat (LiFePO4). ) sowie Vanadiumbatterien. Japan ist mit der Heißbatterietechnologie weiter fortgeschritten als andere. In diesem Zusammenhang sind die Leistungen von Tesla nicht zu übersehen, das hier nicht zuletzt dank kompetenter PR seiner Produkte, hervorragendem Design, fortschrittlichen technologischen Lösungen und „aggressiven“ Preisen die Nase vorn hat.

Letztes Jahr stellte Elon Musk das Powerwall-Projekt vor – eine wandmontierte Lithium-Ionen-Batterie für zu Hause mit einer Kapazität von 10 kWh (das sind etwa ein Dutzend Standard-Autobatterien). Die Batterie reicht aus, um einen durchschnittlichen täglichen Strombedarf zu decken Amerikanische Familie. Es kostet 3500 $. Interessanterweise ermöglicht die Entwicklung von Tesla die Erweiterung des Systems auf bis zu neun Einheiten, indem zusätzliche Powerwall-Einheiten hinzugefügt werden.

Eine wirklich industrielle Batterie wird jedoch höchstwahrscheinlich eine andere Entwicklung von Tesla sein – die Powerpack-Batterie. Es ähnelt in Aussehen und Größe einem Kühlschrank und hat eine zehnmal größere Kapazität als die Powerwall – 100 kWh. Das Powerpack ist ebenfalls ein Modul. Durch das Hinzufügen solcher Module zum Speicher können Sie die Speicherkapazität nahezu unbegrenzt erhöhen. Laut Elon Musk gibt es in den USA bereits Energieunternehmen, die auf Basis der Powerpack-Technologie arbeiten und über eine Speicherkapazität von 250 MWh verfügen.

Nach Berechnungen von PwC kann die Speicherung und Verteilung von Strom über ein Netzwerk in Höhe von 5.000 MWh in den Vereinigten Staaten zu Kosten von 350 US-Dollar pro 1 kWh wirtschaftlich rentabel sein. Der Preis pro Kapazitätspunkt bei Verwendung von Powerpack-Modulen beträgt 250 $.

Alternatives Horten

Eine Alternative zu elektrochemischen Industriebatterien könnte der Bau „grüner“ Energieanlagen in der Nähe von Pumpspeicherkraftwerken sein – Pumpspeicherwerken, die Energie in Form von Wasser speichern. Der ursprüngliche Zweck von Pumpspeicherkraftwerken besteht darin, die Heterogenität des täglichen Stromlastplans auszugleichen. Mit der Entwicklung erneuerbarer Energiequellen können Pumpspeicherwerke auch die Diskretion der Energieerzeugung durch Solarkraftwerke und Windkraftanlagen ausgleichen.

Nach Angaben des US-Energieministeriums sind derzeit weltweit 292 Pumpspeichersysteme mit einer Gesamtkapazität von 142 GW in Betrieb. Weitere 46 Stationen mit einer Gesamtkapazität von 34 GW sind im Bau. Der Wirkungsgrad moderner Pumpspeicherkraftwerke liegt bei 70–75 %.

„Unter allen Energiespeichertechnologien sind Pumpspeichersysteme die zuverlässigsten, bewährtesten und kommerziell rentabelsten Batterien“, sagt Vladimir Koritarov, Mitarbeiter des Energieministeriums am Argonne National Laboratory (Illinois). Seiner Meinung nach sind 98 % der bestehenden Energiespeicher weltweit Pumpspeicherkraftwerke. Heute stehen Pumpspeicherkraftwerke wieder im Fokus, nicht zuletzt im Zusammenhang mit dem Boom erneuerbarer Energiequellen, sagt Koritarov.

In Spanien beispielsweise, wo etwa 20 % der Energie durch Wind erzeugt werden, werden die Speicher des Wasserkraftwerks Cortes-La Muela in windigen Nächten von Windparks gefüllt, und wenn der Wind nachlässt oder der Energiebedarf steigt, wird Wasser aus dem Wasserkraftwerk entnommen Das Oberbecken wird zum Antrieb von Turbinen und zur Energieerzeugung genutzt. Mit einer Kapazität von 1.762 MW ist es der größte Komplex seiner Art in Europa und kann 500.000 Haushalte mit Strom versorgen.

In den USA befindet sich das Pumpspeicherkraftwerksprojekt JD Pool im Bundesstaat Washington mit einer Leistung von 1.200 MW in der Planungsphase. Die beiden Überkopfreservoirs werden zwischen Reihen von Windkraftanlagen auf dem Columbia-Plateau platziert. Die Gesamtkapazität von 47 Windkraftanlagen in den Bundesstaaten Washington und Oregon in unmittelbarer Nähe des geplanten Pumpspeicherkraftwerk-Baufelds beträgt 4.695 MW. Dies reicht aus, um nicht nur umliegende Unternehmen und Haushalte mit Strom zu versorgen, sondern auch die JD Pool-Tanks mit Wasser zu füllen.

Allerdings gibt es heute gewisse Schwierigkeiten bei der Kombination von Solarkraftwerken und Pumpspeicherkraftwerken. Typischerweise befinden sich große Solarkraftwerke in heißen Wüstengebieten, in denen es Wasserprobleme gibt. Allerdings kann dieses Problem bei Vorhandensein tiefer unterirdischer Horizonte gelöst werden. Allerdings muss viel Wasser aus dem Untergrund abgepumpt werden, denn bei einem Pumpspeicherkraftwerk kommt es auf die Größe an.

Fantasie ohne Bremsen

Wenn es einen Auftrag und ein Budget gibt, beginnen die Gehirne der Wissenschaftler mit Hochdruck zu arbeiten. In Laboren auf der ganzen Welt wird nach Alternativen zur Energiespeicherung zu chemischen Batterien gesucht, was zum Teil zu sehr exotischen Projekten führt.

Das britische Ministerium für Energie und Klimawandel hat in die Entwicklung einer Energiespeicheranlage investiert, die mit verflüssigter Luft betrieben wird. Die Anlage erhielt den Namen LAES und entwickelt eine Leistung von 350 kWh. Die Tests waren erfolgreich und das Projekt hat Aussicht auf eine Skalierung.

Die Installation funktioniert wie folgt. Bei überschüssigem Strom wird die Luft in einem Behälter von 12 m Höhe und 3 m Durchmesser verflüssigt und bei Bedarf wieder in Strom umgewandelt.

In der Gegend von Tehachapi (Kalifornien, USA) gibt es einen weiteren ungewöhnlichen experimentellen Speicher, der Energie mithilfe der Schwerkraft speichert. Sie heißt ARES und sieht aus wie eine Kindereisenbahn (die Spurweite beträgt nur 381 mm). Wenn der Wind weht, fährt der Anhänger, angetrieben von einem Elektromotor, den Ast entlang bergauf und sammelt dabei Energie. Wenn der Wind nachlässt, rollt das Gerät nach unten. In diesem Moment arbeitet sein Motor als Generator und versorgt das Netzwerk mit Energie.

Die Rutsche befindet sich neben dem Windpark. Das Gewicht des Versuchswagens beträgt 5670 kg. Einer der Vorteile des Projekts sind geringere Kosten Lebenszyklus im Vergleich zu Batterien. Gleichzeitig liegt der Wirkungsgrad des Systems bei 86 %.

Zukünftig ist im benachbarten Nevada, wo es aufgrund des Wassermangels nicht möglich ist, ein solches Pumpspeicherkraftwerk zu bauen, der Bau eines Systems mit einer gespeicherten Energiemenge von 12,5 MWh geplant. 8 km lange Strecke mit einer Steigung von 6,6 Grad. Auf ihr werden sich 17 Kupplungen bewegen: zwei Lokomotiven mit je 220 Tonnen Gewicht und zwei Waggons mit Betonblöcken mit je 150 Tonnen Gewicht.

Quellen: ITAR-TASS, Zeitung Kommersant, Websites erneuerbarenergyworld.com, digitalsubstation.ru,tesla.com/powerwall, resilience.org, alternativenergy.ru

1. Schalten Sie das Licht aus, wenn Sie sich von Raum zu Raum bewegen. Installieren Sie thermische Bewegungssensoren, die das Licht für Sie ausschalten.
2. Verwenden Sie lokale Beleuchtung: Hintergrundbeleuchtung, Stehlampen, Wandlampen. Um beispielsweise nicht jedes Mal die Hauptlichtquellen einzuschalten, ist es besser, LED-Streifenbeleuchtung im Raum zu installieren.
3. Denken Sie daran, dass Sauberkeit der Schlüssel zum Sparen ist. Schmutzige Fenster und verstaubte Lampenschirme verringern die Beleuchtungsstärke im Raum um bis zu 35 %.
4. Bedenken Sie bei Reparaturen, dass helle Wände bis zu 80 % des Lichtstroms reflektieren, dunkle nur etwa 12 %.
5. Ersetzen Sie Glühlampen durch energiesparende und LED-Lampen. Der Austausch nur einer Lampe spart etwa 1.000 Rubel pro Jahr.

Nehmen wir zum Beispiel Moskau. 1 kWh an den Kapitalkosten Stromtarife für die Bevölkerung und gleichwertige Verbraucherkategorien auf dem Territorium Moskaus, mit Ausnahme der Verwaltungsbezirke Troitsky und Novomoskovsky 5,38 Rubel. Stellen wir uns vor, dass in drei Wohnungen acht Stunden am Tag drei Glühbirnen leuchten: LED, Energiesparlampe und Glühlampe. Für ein objektiveres Bild wählen wir Lampen mit einer solchen Leistung, dass sie ungefähr die gleiche Beleuchtungsstärke bieten. Und das bekommen wir.

Lampentyp	LED	Energie sparen	Glühend
Stromverbrauch, kW	0,013	0,025	0,1
Lampenlebensdauer, Stunden	50 000	8 000	1 000
Kosten für die Lampe, reiben.	248	200	11
Kosten pro Betriebsstunde Kosten einer Betriebsstunde = Tarif × Strom + Lampenkosten ⁄ Ressource, reiben.	0,0749	0,1595	0,549
Stundeneinsparungen Stundeneinsparungen = Betriebskosten einer Glühlampe − Betriebskosten einer vergleichbaren Lampe, reiben.	0,4741	0,3895	-
Amortisationszeit Amortisationszeit in Stunden = (Kosten der Lampe − Kosten der Glühlampe) ⁄ stündliche Ersparnis, Uhr	499,89	485,24	-
Amortisationszeit Amortisationszeit in Tagen = Amortisationszeit in Stunden ⁄ 8, Tage	62,49	60,65	-
Jährliche Ersparnisse Jährliche Einsparungen = (8 × 365 − Amortisationszeit in Stunden) × stündliche Einsparungen, reiben.	1147,37	948,34	-

Es stellt sich heraus, dass Sie in zwei Monaten mit einer Energiesparlampe jede Stunde 40 Kopeken und mit 10 Glühbirnen 4 Rubel sparen können.

Elektrogeräte richtig nutzen

1. Wenn es keine Zwei-Tarif-Option gibt, schalten Sie nachts alle nicht unbedingt benötigten Elektrogeräte aus und Ladegerät- nachdem das Gerät vollständig aufgeladen ist.
2. Der Kühlschrank muss regelmäßig abgetaut werden, wenn er nicht über ein spezielles No-Frost-System verfügt. Achten Sie darauf, dass das Gerät möglichst weit von Heizgeräten entfernt steht und eine natürliche Belüftung der Rückwand gewährleistet ist. Stellen Sie nur abgekühltes Geschirr hinein!
3. Überwachen Sie die Leistung der Brenner des Elektroherds und stellen Sie nur geeignetes Geschirr mit flachem Boden darauf.
4. Decken Sie Töpfe und Pfannen mit Deckeln ab: Sie reduzieren den Wärmeverlust um fast das Dreifache.
5. Versuchen Sie, die Waschmaschine nicht zu überladen (Überladung erhöht den Stromverbrauch um bis zu 10 %) und verwenden Sie eine mittlere Temperatureinstellung. Waschen bei 30 Grad verbraucht 35 % weniger Energie als Waschen bei 40 Grad.
6. Verwenden Sie zum Erhitzen von Wasser einen Wasserkocher anstelle eines Elektroherds. Dies wird wesentlich wirtschaftlicher sein. Kochen Sie nur so viel Flüssigkeit, wie gerade benötigt wird.
7. Reinigen Sie die Ventilatoren und Filter Ihrer Klimaanlage regelmäßig.
8. Dinge, die wenig erfordern Temperaturregime, nachdem das Bügeleisen ausgeschaltet wurde.
9. Lassen Sie Geräte, einschließlich Mikrowellen, Fernseher, Computer, Scanner, Drucker und Modems, nicht im Standby-Modus. Dadurch werden mehr als 200 kW pro Jahr eingespart.
10. Benutzen Sie Steckdosen mit Zeitschaltuhr.

Kaufen Sie energiesparende Haushaltsgeräte

1. Alle Elektrogeräte sind mit lateinischen Buchstaben von A+++ bis G gekennzeichnet. Wählen Sie Geräte mit niedrige Klasse Energieverbrauch, gekennzeichnet mit A und B.
2. Kaufen Sie Geräte, die funktionieren Neueste Technologien Energie sparen. So erfreuen sich beispielsweise Induktionskochfelder immer größerer Beliebtheit, da sie nur den Boden des Kochgeschirrs erhitzen und keine Energie verschwenden. Der Wirkungsgrad solcher Öfen erreicht 95 %!

Installieren Sie einen Zwei-Tarif-Zähler

1. Mit einem Zwei-Tarif-Zähler können Sie nachts sparen. Solche Messgeräte sind von Vorteil für diejenigen, die energieintensive Haushaltsgeräte nutzen können: Spülmaschine und Waschmaschine, Brotmaschine – von 23.00 bis 7.00 Uhr. Im Durchschnitt amortisiert sich der Zähler innerhalb eines Jahres.

Verschwenden Sie nicht Ihre Wärme

1. Verwenden Sie anstelle einer herkömmlichen Heizung eine Klimaanlage, die auf Heizmodus eingestellt ist. Sofern der Hersteller es zulässt, natürlich. Viele Klimaanlagen können bei Minustemperaturen nicht verwendet werden.
2. Eine Infrarotheizung ist 30–80 % sparsamer als andere.
3. Wenn Ihr Zuhause über elektrische Heizkörper verfügt, versuchen Sie, diese sauber zu halten, damit der Staub keinen Teil der Wärme aufnimmt und Sie die Temperatur nicht erhöhen müssen.
4. Wenn Sie einen Warmwasserbereiter verwenden, reduzieren Sie die Wassererwärmungstemperatur.
5. Ersetzen Sie den Warmwasserspeicher durch einen Durchlauferhitzer. Auf diese Weise verschwenden Sie keinen Strom, wenn Sie ständig eine bestimmte Wassertemperatur aufrechterhalten.
6. Wasser nur bei Bedarf erhitzen. Trennen Sie den Heizkessel vom Netz, wenn Sie das Haus verlassen und nachts.
7. Reinigen Sie den Warmwasserbereiter alle drei Monate, was den Energieverbrauch um 15–20 % erhöht.
   • Trennen Sie das Gerät vom Netzwerk und schalten Sie die Wasserzufuhr ab.
   • Vollständig abtropfen lassen.
   • Nehmen Sie den Kesseldeckel ab, trennen Sie vorsichtig die Kabel und schrauben Sie den Thermostat ab.
   • Lösen Sie die Muttern, die den Flansch halten. Drücken Sie den Flansch nach oben, drehen Sie ihn und ziehen Sie ihn heraus.
   • Jetzt können Sie das Heizelement mit einer Drahtbürste reinigen. Eine Lösung aus Essigsäure und heißem Wasser (1:5) hilft ebenfalls dabei, Plaque zu entfernen. Legen Sie das Heizelement einfach 30 Minuten lang hinein und achten Sie darauf, dass der Dichtungsgummi nicht mit der Säure in Berührung kommt.