Przyszłość energii nadeszła – jest nią magazynowanie
Światowe zapotrzebowanie na energię gwałtownie rośnie, a możliwości jego zaspokojenia są liczne. Świat systematycznie i dość szybko rozszerza swoje główne źródła energii. Przechodzimy od paliw kopalnych, takich jak ropa naftowa i węgiel, do gazu ziemnego i energii jądrowej oraz dalej do odnawialnych źródeł energii zależnych od pogody, więc rośnie potrzeba przezwyciężenia luk powstających w sytuacji niezrównoważenia skali zaopatrzenia w energię i zapotrzebowania na nią.
Przewiduje się, że do 2035 r. zużycie energii wzrośnie o jedną trzecią, co oznacza, że musimy sprostać wyzwaniu polegającemu na dostosowaniu podaży do popytu poprzez wykorzystanie najlepszych technologii, jakimi dysponujemy w zakresie wytwarzania, dystrybucji i efektywności zużycia energii. Rozwiązania, których potrzebujemy, są dostępne już dzisiaj i istnieje ogromny potencjał w zakresie wdrażania technologii wydajnych energetycznie: 63% potencjału w zakresie oszczędzania energii występuje w przemyśle i budownictwie, a 90% budynków w UE nie zostało poddanych renowacji pod kątem sprawności energetycznej. Jednocześnie udowodniono, że wartość PKB wzrasta o 1% rocznie bezpośrednio w wyniku wprowadzenia rozwiązań w zakresie wydajności energetycznej.
Odnawialne źródła energii już wcześniej szybko się rozwijały, jednak globalny kryzys energetyczny wprowadził je w niezwykłą nową fazę jeszcze szybszego wzrostu. W ciągu kolejnych pięciu lat zostanie wprowadzona taka sama ilość mocy z OZE, co w ciągu ostatnich dwóch dekad.
Fatih Birol, Dyrektor Wykonawczy Międzynarodowej Agencji Energetycznej
Światowy kryzys energetyczny przyczynił się do zwiększenia zainteresowania odnawialnymi źródłami energii. Wiele państw widzi w nich zapewnienie ciągłości dostaw, a co za tym idzie, zwiększenie bezpieczeństwa energetycznego.
W roku 2022 moce wytwórcze energii z OZE zanotowały wzrost o 13%. Przewiduje się, że w okresie od 2022 do 2027 odnawialne źródła energii będą odpowiadać za 90% przyrostu globalnej mocy elektroenergetycznej. Energia pozyskiwana z instalacji fotowoltaicznych jest głównym czynnikiem tego dynamicznego rozwoju - produkcja z tego źródła wzrosła o 35% w porównaniu z rokiem 2021.
Wraz z tym postępem następuje intensywny rozwój magazynów energii, które są niezbędne do utrzymania odpowiedniego bilansu energetycznego.
Szybka decentralizacja, cyfryzacja i elektryfikacja
Rosnący wpływ odnawialnych źródeł energii oznacza, że system energetyczny szybko się rozwija w celu dostosowania do decentralizacji.
Decentralizacja: Zakłady produkujące energię są coraz częściej położone decentralnie w siedzibie klienta lub w jej pobliżu, a dostawcy energii próbują jak najprecyzyjniej zaspokajać nieustannie zmieniające się wymagania dotyczące dostaw energii i popytu na nią. Technologie niezbędne do osiągnięcia równowagi to rozpowszechnione magazynowanie, mikrosieci, reakcja na popyt i rozwiązania w zakresie wydajności energetycznej.
Inteligentne systemy rozwijają się, aby zrównoważyć sieć i połączyć lokalną produkcję energii z jej zużyciem, wyrównując nadwyżki i braki. Cyfryzacja jest istotnym elementem ułatwiającym rozwój zdecentralizowanych systemów energetycznych, ponieważ umożliwia otwartą, automatyczną komunikację w czasie rzeczywistym. Będziemy w coraz większym stopniu wykorzystywać inteligentne systemy pomiarowe, zdalnego sterowania i systemy automatyki. Poza tym, platformy optymalizacji i agregacji oraz inteligentne urządzenia wpłyną na jeszcze większą cyfryzację.
Przyspieszenie elektryfikacji wielu zastosowań tradycyjnie napędzanych węglowodorami ma kluczowe znaczenie dla długoterminowych celów dotyczących emisji dwutlenku węgla i będzie istotnym zasobem. Będziemy coraz częściej wybierać pojazdy elektryczne, inteligentne ładowanie i pompy ciepła, które z kolei prowadzą i wymuszają podłączenie do lokalnie generowanej mocy.
Zakłócenia systemu elektrycznego
Trzy trendy związane z decentralizacją, cyfryzacją i elektryfikacją mogą potencjalnie zakłócić konwencjonalny system elektroenergetyczny i wzajemnie się wzmacniają w tzw. "czystym cyklu". Potencjał zakłóceń jest dodatkowo napędzany przez wykładniczo malejące koszty energii, innowacyjne modele biznesowe i niskie wykorzystanie zasobów sieci elektrycznej.
Rozwiązania hybrydowe zapewniają elastyczność, której potrzebujemy
Hybrydyzacja w postaci magazynowania energii jest jedną z wiodących najnowszych technologii i szybko staje się megatrendem. Magazynowanie energii oferuje nam elastyczne sposoby na zaspokojenie popytu i podaży poprzez zmniejszenie opóźnień między generowaniem i zużyciem energii, tłumienie obciążeń szczytowych i wyeliminowanie przerw w dostawach.
Korzystając z technologii i usług na najwyższym poziomie, klienci w przyszłym systemie energetycznym będą produkować, wykorzystywać, przechowywać i sprzedawać energię elektryczną.
Produkuj, korzystaj, przechowuj i sprzedawaj
Dla klientów w przyszłym systemie energetycznym magazynowanie energii sprosta wyzwaniom nieprzewidywalności, takich jak pogoda (w odniesieniu do odnawialnych źródeł energii) i potrzeby klientów przemysłowych (z nieodłącznymi zmianami w szczytowych zapotrzebowaniach). I tutaj do gry wkracza hybrydyzacja.
Hybrydyzacja na pierwszy rzut oka
Prosta i szeroka definicja hybrydyzacji to dowolny system z dwoma lub więcej źródłami energii działającymi wspólnie w celu wykonania zadania. Być może najbardziej znaną obecnie formą hybrydyzacji jest pojazd hybrydowy, w którym konwencjonalny układ napędowy silnika spalinowego jest połączony z elektrycznym układem napędowym, aby stworzyć "hybrydowy" układ napędowy. Korzyści z hybrydyzacji, w tym przypadku, to oszczędność paliwa, poprawa wydajności i zmniejszenie emisji.
Rozwiązania hybrydowe są wdrażane przede wszystkim z co najmniej jednego z poniższych powodów:
Aby
- Zmniejszyć lub odroczyć wydatki inwestycyjne (CAPEX)
- Uniknąć znacznego przewymiarowania systemu
- Odroczyć inwestycję w infrastrukturę
- Wspomóc lokalną produkcję energii
- Zapobiec niestabilności energetycznej
- Pomóc we włączeniu odnawialnych źródeł energii do infrastruktury sieciowej
W sytuacjach nadmiernej podaży system hybrydowy może skierować energię do przechowywania. Gdy poziom zapotrzebowania jest wysoki, można uzyskać dostęp do magazynu energii, aby zapewnić dodatkowe jej żródło.
- Obniżenie kosztów operacyjnych (OPEX)
- Poprawa efektywności systemu
- Zwiększenie dostępności systemu
Systemy hybrydowe mogą zwiększyć wydajność systemu i uniknąć przerw w zasilaniu spowodowanych problemami z jakością sieci;
- Ograniczenie przestojów systemu dzięki zwiększeniu odporności w razie problemów z jakością zasilania
Kluczowe korzyści z magazynowania energii
Oczekuje się, że hybrydyzacja systemów będzie nadal znacząco wzrastać w szerokim przekroju sektorów przemysłowych i handlowych na lądzie i morzu, w szczególności ze względu na obniżenie kosztów baterii i wzrostu gęstości energii.
Aby wdrożyć hybrydyzację w swoich operacjach, możesz uzyskać pomoc od Danfoss Drives. w zakresie wprowadzenia do systemu rozwiązań dotyczących przechowywania energii. Zapewniamy osobiste wsparcie i inne zasoby, które pomogą ci uzyskać lepszy wgląd w hybrydyzację, tam gdzie jest to istotne w twoich własnych aplikacjach. Na przykład, zapraszamy do udziału w naszych webinariach.
Stałe połączenie dla miasta Amsterdam
Znaczący projekt dla nowo wybudowanych promów w Amsterdamie z napędem elektrycznym/akumulatorowo-hybrydowym. Firma Danfoss Drives wsparła projekt inżynierią, testami i produktami.
Rozwiązania w zakresie magazynowania energii Danfoss Drives
Magazynowanie energii jest często opisywane jako kluczowy czynnik umożliwiający włączenie energii odnawialnej w system generowania mocy. Firma Danfoss rozszerza zakres rozwiązań dedykowanych do magazynowania energii i opracowuje kolejne ukierunkowane na optymalizację zużycia energii. Wyposażenie maszyn i całego procesu w systemy magazynowania energii pozwala znacząco poprawić jakość zasilania, wydajność i ogólną sprawność.
Przyszły system energetyczny zapewni dodatkowe role dla sieci i będzie obejmował wiele technologii dla klientów. Danfoss Drives oferuje produkty, rozwiązania inżynieryjne i testowe do magazynowania energii w różnorodnych zastosowaniach hybrydowych, na przykład wygładzania przy szczytowym obciążeniu, zdolności do tzw. „black-start”, zasilania rezerwowego i przesunięcia czasowego w wielu gałęziach przemysłu:
Integracja odnawialnych źródeł energii
- Prognozowanie produkcji energii
- Redukowanie wartości szczytowych
- Przesunięcie czasowe produkcji
Stabilność sieci zasilającej — usługi pomocnicze
- Regulacja częstotliwości/emulacja bezwładności
- Rezerwy utajone
- Przeciążenie/wzmocnienie
- Szybkie uruchamianie/reagowanie
μGrids
- Kompensacja mocy szczytowej na poziomie podstacji
- Zapasowa moc dostępna w przypadku zakłóceń zasilania
Wydajność
- Optymalizacja produkcji energii we współpracy z generatorami prądotwórczymi diesla i LNG
- Optymalizacja zużycia ładunków w środowisku morskim
- Czysta energia w portach
Ekologia
- Czysta energia w portach
- Zmiana czasu, integracja odnawialnych źródeł zasilania
Dostępność energii elektrycznej
- Nieprzerwane zasilanie w telekomunikację, lotniska i szpitale
Budownictwo i górnictwo
- Lokalna produkcja energii, zwykłe agregaty, optymalizacja pracy z akumulatorami
- Hybrydyzacja maszyn
Przetwornice do systemów zhybrydyzowanych
-
if (isSmallPicture) {
Przetwornice chłodzone powietrzem i cieczą specjalnie zaprojektowane z myślą o magazynowaniu energii oraz zarządzania energią w aplikacjach morskich.
-
if (isSmallPicture) {
Maksymalizuje wydajność energetyczną w rozwiązaniach hybrydowych i ułatwia poprawę wydajności dzięki zbliżeniu poziomu dostawy energii do poziomu zużycia.
Kolejne kroki
Chcesz dowiedzieć się więcej o magazynach energii? Skontaktuj się z Wojciechem Kubakiem, naszym ekspertem ds. hybrydyzacji.