Săriți peste rețeaua de înaltă tensiune?Fiecare componentă și dimensionarea acesteia trebuie să fie pusă în discuție pentru a optimiza costurile. Nimic nu poate fi luat de bun, totul ar putea fi complet diferit.
La sfârșitul secolului al XIX-lea, existau doar energia hidroelectrică și producția de electricitate cu ajutorul mașinilor termice și electrice. Energia hidroelectrică era legată de condițiile geografice, iar centralele termice mari centralizate sunt mult mai eficiente decât centralele mici descentralizate. Pentru casele mobile, există mici generatoare pe gaz cu un randament de 7 %; ultima generație de centrale Siemens CCGT are o putere calorifică de 64 %. Acest mic motor cu piston și această imensă turbină cu gaz, a cărei căldură reziduală încă alimentează turbinele cu aburi. Răspunsul logic: avem nevoie de o rețea electrică care să conecteze producătorii și consumatorii aflați la mare distanță. Dar este această logică valabilă întotdeauna și peste tot?
Primul pas este rafinarea la 24 de electricitate folosind baterii. În ce constă un sistem de stocare la domiciliu în gama de 15 kWh? De obicei, 16 elemente de baterie de 280 Ah până la 320 Ah într-o carcasă. În ce constă un sistem de stocare la domiciliu în gama de 150 kWh? De obicei, 10 blocuri, fiecare cu 16 baterii de 280 Ah până la 320 Ah conectate în serie. În ce constau sistemele de stocare la scară largă de mulți MWh? Surpriză, exact aceleași componente de bază. Sunt utilizate exact aceleași celule de baterie ca și în sistemul de stocare de 15 kWh de acasă. Nu există nicio diferență de eficiență între sistemul de stocare la domiciliu de 15 kWh și sistemul de stocare la scară largă de 150 MWh. De ce să nu folosiți pur și simplu baterii pentru a avea energie 365/24? Îmi vine în minte o veche zicală: banii trebuie să funcționeze.
Există 4 motive pentru a stoca energia solară:
Banii trebuie să funcționeze. Dacă o astfel de baterie are 200 de cicluri complete pe an și durează 15 ani, atunci la 60 €/kWh vom avea: 60 / (15 ani × 200 de cicluri) = 0,02 €/kWh în costuri de stocare. Grozav, se potrivește! Dar dacă dimensiunea bateriei este suficient de mare pentru a acoperi diferența dintre vară și iarnă, atunci durata de viață ar putea crește la 25 de ani, dar 60 € / 25 ani = 2,40 €/kWh. Acest lucru nu este deloc posibil! Bateriile sunt mult prea scumpe pentru a funcționa doar o dată pe an.
Cât costă un simplu rezervor care conține 1 GWh de energie termică? Asta ar însemna puțin sub 200.000 de litri de metanol. Aproximativ 20.000 de euro. Dacă un generator cu un randament de 40% transformă această cantitate în energie electrică, ar fi vorba de 400 MWh. Să facem un calcul foarte simplificat pentru întregul echipament Power to Methanol 300 kW la 300.000 €, rezervor 20.000 €, generator 80.000 €, pentru a produce 400 MWh din 2 GWh de surplus de energie electrică atunci când este necesar: 400.000 € / (20 de ani × 400.000 kWh pe an) = 0,05 €/kWh. Trebuie să multiplicați randamentele în lanț. 50% energie pentru metanol × 40% generator înseamnă un procent foarte modest de 20%. Dar dacă soarele strălucește toată ziua și bateriile sunt pline, atunci energia transformată în metanol reprezintă o utilizare inutilă a energiei solare, care altfel ar fi inutilizabilă. În țările de lângă ecuator, o situație tipică este aceea că 25% din energia solară este transformată în metanol, care generează 5% din cererea totală de energie electrică.
Acest lucru este valabil în apropierea ecuatorului, unde fluctuațiile meteorologice sunt factorul dominant de stocare pe termen lung, iar înclinarea axei terestre joacă un rol secundar. Eu, pe de altă parte, locuiesc în Austria, la 47,722° nord de ecuator. Aici, diferența dintre vară și iarnă este dramatică.
Există deja o rețea de înaltă tensiune, mai mulți kilometri cubi de instalații subterane de stocare a gazelor și centrale electrice mari cu ciclu combinat. Austria are 7 km³ de depozite subterane de gaze, ceea ce înseamnă 70 TWh sau aproape 8 000 kWh pe cap de locuitor. Singurul lucru care lipsește este un ordin de mărime mai mare de energie fotovoltaică, 3 kWh de baterie pe kW de energie fotovoltaică și energie la metan. Tehnologia centralizată la scară largă prezintă avantaje în ceea ce privește eficiența, atât pentru Power to X, cât și pentru producția de energie electrică. Aceste avantaje sunt mai mari decât costurile unei rețele de înaltă tensiune.
Am efectuat simulări extinse pentru 50 de locații diferite și date de randament orar din 2005 până în 2020 cu încărcări diferite. Fiecare dintre aceste configurații diferite a fost simulată cu încărcări diferite. Aceste simulări au fost concepute pentru a răspunde la întrebarea: este posibil să se înjumătățească costurile energetice pentru transport și mobilitate folosind așezări de încărcare rapidă în afara rețelei? Având în vedere prețurile bateriilor preconizate în câțiva ani, este posibil: undeva de-a lungul unei autostrăzi există câteva case GEMINI de ultimă generație care oferă încărcare rapidă pentru 0,20 EUR / kWh. Iată trei exemple de aplicații:
Fără conexiune electrică, dar 80 kW de energie fotovoltaică și 160 kWh de baterii permit alimentarea directă a unui încărcător rapid de 80 kW. Aceste case, care sunt bine distribuite în sate izolate, pot face posibilă pentru prima dată atingerea oricărui punct din Africa cu o mașină electrică.
O dimensiune tipică ar putea fi 16 case cu 2 MW de energie fotovoltaică și 6 MWh de baterii cu sodiu. Un generator de 300 kW furnizează energie electrică chiar și atunci când cerul este foarte înnorat, zile în șir. De îndată ce vor fi disponibile instalații ieftine de transformare a energiei în metanol de 300 kW, surplusul de energie electrică va putea fi utilizat. De asemenea, camioanele mari pot fi încărcate rapid cu 1 MW. În medie, în fiecare zi se vând 6 MWh de energie electrică. Aceasta ar însemna, de exemplu, 8 camioane mari cu 400 kWh și 70 de mașini cu 40 kWh de încărcare.
În țările calde, betonul este ideal pentru construcția de drumuri. Acesta nu se încălzește la fel de mult ca asfaltul și, mai presus de toate, nu devine vâscos ca asfaltul la temperaturi ridicate. Dar producția de ciment este o industrie energointensivă. De exemplu, fabrica de ciment LEUBE de lângă locuința mea necesită 110 GWh de energie electrică și 400 GWh de energie termică pentru 500 000 de tone de producție anuală. Clinkerul poate fi încălzit și cu electricitate, ceea ce este mai eficient, dar acest lucru crește necesarul de electricitate la 360 GWh. O fabrică de ciment de această dimensiune poate funcționa doar cu energie electrică, pe o suprafață de 3 km² de așezare optimizată din punct de vedere energetic. Conform previziunilor privind evoluția prețurilor bateriilor, aceasta va fi cea mai ieftină metodă de producție în doar câțiva ani. Bateriile ieftine sunt cheia transformării energiei solare în electricitate cu 24 de faze. Transformarea energiei în metanol este cheia transformării electricității 24 în electricitate 24/365. | |||||||||||||||||||||
GEMINI next Generation AG (Inc.)
