Wie erreichen wir mit Energiespeicherung die Ziele des Pariser Klimaabkommens?

In einem herkömmlichen Energiemarkt gibt es zwei Hauptakteure im Elektrizitätsnetz.  Der erste Akteur ist der alleinige Eigentümer und Betreiber des Energieerzeugungssystems und des Energieübertragungsnetzes. 

Zweiter Akteur ist der Verbraucher – ein Werks- oder Hauseigentümer, der das lokale Mikronetz auf seinem eigenen Grundstück besitzt.

Der Energiezähler ist der Punkt, der beide voneinander trennt. Vor dem Zähler (FTM) befindet sich die Energieerzeugung und die Energieübertragung, während der Bereich hinter dem Zähler (BTM) den Energieverbraucher repräsentiert.

Seit den neunziger Jahren hat sich der Energiemarkt jedoch rasant weiterentwickelt, sodass es heute in vielen Länder einen liberalisierten Energiemarkt gibt.

In einem liberalisierten Markt befinden sich Energieerzeugung und Energieübertragung im Besitz unterschiedlicher Unternehmen. Der FTM-Bereich teilt sich in zwei Gruppen von Marktakteuren auf: den Netzbetreiber, der ein Monopol für die Energieübertragungsinfrastruktur besitzt, und Energieerzeuger, die in einem freien Markt agieren.

Wir haben bereits erläutert, warum die Energiespeicherung unerlässlich ist, um erneuerbare Energien als Hauptenergiequelle im Netz zu etablieren: Die Energiespeicherung überbrückt Unterschiede zwischen Energieversorgung und Energiebedarf zu verschiedenen Tageszeiten.

Die Energiespeicherung unterstützt aber nicht nur eine nachhaltige Energieversorgung im Hinblick auf die Dekarbonisierung. Sie ermöglicht uns auch einen modernen, luxuriösen Lebensstil mit dem Komfort der Mobilität in Form von Elektro-LKW, Schiffen mit Elektroantrieb, Zubehör wie batteriebetriebenen Laptops, und in Form persönlicher Transportmittel, wie Elektroautos und E-Bikes. Die Gesellschaft kann sich ein Leben ohne diese Annehmlichkeiten nicht mehr vorstellen und hätte keine Motivation zur Dekarbonisierung, wenn es diese plötzlich nicht mehr gäbe.

Ohne Energiespeicherung ist es aber nicht möglich, Wohlstand und Energiesicherheit in der Gesellschaft aufrechtzuerhalten. Ohne Energiespeicherung besteht unsere einzige Alternative in der Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen, wie mit gasbetriebenen Erzeugungsanlagen und benzinbetriebenen Transportmitteln. Die Gesellschaft weiß bereits seit langem, dass eine Energieversorgung auf Basis fossiler Brennstoffe den grenzüberschreitenden Import von Energie erfordert. Doch dies erhöht die Anfälligkeit der Länder gegen Energiesicherheitsrisiken. Eine fossile Versorgungsbasis ist auch nicht im Sinne der Dekarbonisierung. Wir müssen den Klimawandel bekämpfen, während wir gleichzeitig einen angenehmen, komfortablen Lebensstil beibehalten wollen.

Intelligente Netze mit integrierten Energiespeichern ermöglichen eine zeitversetzte Energieabgabe, um Schwankungen auszugleichen, die bei einer Energieerzeugung aus vielen erneuerbaren Energiequellen naturgemäß auftreten. Das Energiespeichersystem kann bei Energieknappheit der Versorgungsquelle, z. B. infolge eines Lastabwurfs oder ungeplanten Stromausfalls, die Energieversorgung puffern.

Batterie-Energiespeichersysteme stellen einem verteilten Netz, einem Industrienetz oder einem DC-Schiffsnetz alternative Stromquellen bereit. Erzeugt ein System zu viel Energie, kann das System die überschüssige Energie direkt in den Speicher leiten. Bei hohem Energiebedarf lässt sich das Speichermedium zu folgenden Zwecken als zusätzliche Energiequelle nutzen:

• Senkung der Betriebskosten (OPEX)
• Verbesserung der Systemeffizienz
• Steigerung der Systemverfügbarkeit

Bei einer Integration von Energiespeichertechnologien und verschiedenen Energiequellen in das dezentrale Netz verbessern intelligente Energiewandlungslösungen von Danfoss die Netz-Performance und reduzieren den Investitionsbedarf – dank der vorzertifizierten Compliance unter Nutzung strenger Netzcodes.

Diese norwegische Fährverbindung nutzt ein intelligentes Management von Energie- und Batteriespeichersystemen zur Optimierung einer schnellen Aufladung und zur Reduzierung der CO2-Emissionen.

Gleichstromnetze bieten mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Wechselstromnetzen. Sie sind effizienter und nutzen weniger Kupfer. Außerdem lassen sich Gleichstromnetze einfacher betreiben, was den Bedarf an USV-Kapazität verringert und die Verwendung verschiedener Batterietypen ermöglicht. Sie minimieren auch die Auswirkungen von Ausfällen und gewährleisten einen stabilen Betrieb von Servern und Systemen mit zuverlässigem Schutz. Darüber hinaus ermöglichen DC-Netze einen schnellen Anlauf von Reservegeneratoren. Energiespeichersysteme (ESS) mit Frequenzumrichtern von Danfoss verbessern Ihr Gleichstromnetz, indem sie folgende Vorteile bieten:

• Geringere Betriebs- und Investitionskosten durch weniger Komponenten und weniger Kupfer
• Gesteigerte Energieeffizienz
• Rückspeisungs- und Redundanzfunktionen
• Möglichkeit zur Nutzung von überschüssiger Wärme aus einem flüssiggekühlten System

Die Modularität von Gleichstromnetzen verkürzt die Installations- und Inbetriebnahmezeit, bietet Flexibilität zur Kapazitätserweiterung und spart Platz. Darüber hinaus harmonisieren Gleichstromnetze durch eine zentrale AFE-Versorgung die Integration aller Frequenzumrichter in das Gleichstromsystem, einschließlich von Kältemaschinen sowie Lüftern und Pumpen, was zu einer Gesamtoberschwingungsverzerrung (THDI) von unter 5 % führt.

Ein Energiespeichersystem ist nicht nur an Bord von Schiffen von großer Bedeutung, sondern auch für Onshore-Anwendungen wie die Landstromversorgung.

Die Landstromversorgung, auch als „Cold Ironing“ bezeichnet, ist der Prozess der landseitigen Bereitstellung von elektrischem Strom für ein angedocktes Schiff. Das ermöglicht es, dass sich die Hilfsmotoren des Schiffs ausschalten lassen und die Verbrennung von Dieselkraftstoff aufhört. Dies dient einem einzigen Zweck: Strom aus dem nationalen Stromnetz (oder einem lokalen Netz) auf das festgemachte Schiff zu bringen und dadurch die dieselbetriebenen Generatoren überflüssig zu machen. Die Gründe, die für eine Landstromversorgung sprechen, sind überwältigend. Wenn ein Schiff an die Landstromversorgung angeschlossen ist, können die gesamten Schadstoffemissionen beispielsweise um bis zu 98 % reduziert werden, solange der genutzte Strom aus dem regionalen Stromnetz kommt.

In Häfen ist die Landstromversorgung nicht nur gut für die Dekarbonisierung, sondern auch zur Beseitigung der Luftverschmutzung (NOx, SOx und Feinstaub) und zur Lärmbekämpfung auf im Hafen liegenden Schiffen.

Welche Einsatzmöglichkeiten gibt es für Energiespeichertechnologien, einschließlich von Batterieenergiespeichern, im Bereich der Landstromversorgung? Lesen Sie mehr dazu in unserem Whitepaper: „Dekarbonisierung der Schifffahrtsindustrie“.