Andy Tang, Vice President of Energy Storage and Optimization bei Wärtsilä, saß vor ein paar Wochen in einer Folge von Clean Tech Talks mit mir zusammen. Diese zweite Hälfte des breiten Gesprächs umfasst Diskussionen über die Mikronetze der großen Inseln der Azoren und der Karibik, die Vorteile des Wärtsilä-Motors beim Übergang zu Net Zero und flexible Kraftstoffmotoren für marine und bodengestützte Elektrizität.
Es gibt zwei Hauptthemen, warum Sie Speicher verwalten müssen, Sicherheit/Risiko und Einnahmen, die beide genauso wichtig sind. In Bezug auf Sicherheit und Risiko nennen sie alle Batterieprodukte, aber sie sind sehr vorsichtig damit, wie sie ihr Leben leben wollen. Um die Gültigkeit der Garantie aufrechtzuerhalten, müssen Sie Ihren Gesundheitszustand, Ladezustand, Ruhepunkte, ideale Betriebstemperatur und andere Faktoren pflegen und verfolgen. Eine optimale Entladung der Batterie vermeidet das Risiko eines thermischen Durchgehens und verlängert die Lebensdauer der Anlage.
Als nächstes kommt die kommerzielle Seite. Batterien sind im Feld Chemikalienhaufen. Verdienen Sie nur Geld, wenn die Elektronen in die eine oder andere Richtung fließen. Das Energiemanagementsystem (EMS) verbindet es mit dem Strommarkt und bringt es auf den Markt. Dies hängt von Einnahmequellen wie Gerichtsbarkeit, Versorgungsunternehmen, unabhängigen Systembetreibern (ISO) und Hilfsnetzdiensten ab. Und wie kommen Sie an diese Einnahmequellen, ohne die Batterie zu schwächen?
An Spitzenlastpunkten, an denen die Versorger bereit sind, 9 US-Dollar pro kWh für Strom zu zahlen, fällt alles andere aus dem Fenster, außer Risikobedenken. Tangs Demand-Management-Bemühungen von PG & E und Startups sind bereit, den besten Weg zu finden.
Auf den Azoren von Graciosa, 1.500 Kilometer vom portugiesischen Festland entfernt, nutzten 4.000 Einwohner Wind und Sonnenlicht, konnten jedoch 17 % des Jahresbedarfs nicht überschreiten. Ihre Dieselgeneratoren haben ihre eigenen Verwaltungsanforderungen und können Stromausfälle auf der ganzen Insel verursachen. GEMEMS von Wärtsilä erstellte eine tägliche Vorhersage von Wind- und Sonnenenergie aus einem Wettervorhersagedienst, kombiniert mit einem Verständnis dafür, wie der Generatormotor, der mit einer kleinen Batterie für eine Stunde ausgestattet ist, am besten verwendet werden kann. Dadurch wurden die Stromgestehungskosten um 0,10 USD pro kWh gesenkt und die Nutzung erneuerbarer Energien auf über 60 % erhöht. Natürlich erhebliche Kraftstoffeinsparungen.
Der Akku allein hätte das nicht geschafft. Die in das EMS und die Batterie eingebaute Intelligenz macht dies möglich.
Ein weiteres Beispiel sind Bonaire, Aruba, Bonaire und Curacao auf den ABC-Inseln. Es ist eine Insel mit 20.000 Einwohnern im südlichen Teil des Karibischen Meeres. Die Bemühungen von Wärtsilä haben es ermöglicht, die jährliche Nachfrage von Windanlagen von Mitte zehn auf Ende 30 zu verlagern und die Stromerzeugung aus Diesel deutlich zu reduzieren. Dies sind Gitter im MW-Maßstab, keine kleinen Gitter.
Dies steht in guter Übereinstimmung mit der Meeresenergie, einem weiteren Aspekt des Geschäfts von Wärtsilä. Ihr größter Motor ist ein Brute mit 20 MW Leistung. Alle Schiffe sind „Microgrids“ und praktisch allen Systemen, die sie nicht durch Wasser schieben, geht der Strom aus. Alle großen Kreuzfahrtschiffe und Massengutfrachter sind Microgrids. Nur wenige große Schiffe verfügen über Hybridantriebe, aber viele von ihnen verfügen über einen erheblichen Batteriespeicher.
Vor 30 Jahren waren die Vorhersagen viel schlechter, die Computer teurer und die Batterietechnologie viel weniger ausgereift, was es fast unmöglich machte, die Speicherung von erneuerbarer Energie und Microgrid-Mischgeneratoren effektiv zu verwalten. Vor 20 Jahren wäre das schwierig gewesen. Heute hat die Überschneidung von ausgereiften LFPs und dem Aufkommen von Lithium-Ionen-Batterien, billigen Computern, dem Internet und hochpräzisen Wettervorhersagen die Optimierung dieser Art von Mikronetzen viel praktikabler gemacht.
Wärtsilä nimmt Daten von mehreren verschiedenen meteorologischen Systemen und verwendet das geografisch geeignete. Fünftägige Wettervorhersagen sind genauso genau wie frühere eintägige Wettervorhersagen, aber das bedeutet nicht, dass alle Wettervorhersagesysteme in verschiedenen Regionen gleich gut sind.
Das Speichergeschäft von Wärtsilä ist ein Teilbereich des Energiegeschäfts. Sie betrachten zukünftige Kraftstoffe und konzentrieren sich auf flexible Kraftstoffmotoren, um den Übergang zu überstehen. Das Whitepaper „Front Loading Net Zero“ von Wärtsilä modelliert kostenoptimale Wege zu 100 % erneuerbaren Energiesystemen in einer Vielzahl von Märkten mit sozioökonomischen Dynamiken, klaren Energiesystemen und Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. Das Hauptaugenmerk liegt darauf, wie man es auf eine kostengünstige Weise macht. Kritiker sagen, es sei zu teuer, aber Wärtsilä hat die Berechnungen für ihr Szenario durchgeführt. Die Politik ignorierend, könnte Wärtsilä Netto-Null schneller erreichen, indem es erkennt, dass es die Rolle eines Motors spielt, der heute mit fossilen Brennstoffen betrieben wird, aber eine Langzeitspeicherung bietet, die in Zukunft auf grüne Brennstoffe umsteigen wird. Kalifornien könnte beispielsweise vorhandene Erdgasspeicher nutzen, dann Motoren betreiben und in Zukunft auf Biomethan umsteigen.
Dies steht im Einklang mit der Suche nach einem Weg zur Rentabilität für Erdgas- und Kohlegeneratoren, um jedes Jahr mit ihrer reduzierten Kapazität zu arbeiten, bis sie nicht mehr benötigt werden. Dänemark hat dies als klares Beispiel mit kohlebetriebenen Anlagen getan, als die Flotte der Windenergie wuchs.
Wärtsilä hat den Vorteil, in diesem langfristigen Speicherpfad einen Kolbenmotor gegenüber Gasturbinen zu haben. Triebwerke können im Gegensatz zu betroffenen Gasturbinen hunderte Male im Jahr gestartet und gestoppt werden, ohne die Wartung zu beeinträchtigen. Das ist vergleichbar mit einem modernen Auto, das an einer Ampel anhält und dann den Motor wieder anlässt. Gasturbinen schalten nicht gerne mehrmals am Tag ein und aus. Die Leistung kann nach oben oder unten angepasst werden, aber die Wartungskosten steigen mit zunehmendem Start-Stopp-Zyklus.
Dementsprechend zieht die Schifffahrtsindustrie beide Kraftstoffe in Betracht und entwickelt flexible Kraftstoffmotoren für Ammoniak und Methanol. Bis zum Jahr 2100 gehen Prognosen für die Seeschifffahrt davon aus, dass die Elektrifizierung ein größerer Keil als die Industrie ist und dass aktuelle motor- und steckerkompatible Biokraftstoffe wahrscheinlichere Routen sind, gepaart mit kontinuierlicher Optimierung und Innovation in der Schiffseffizienz. ..
Wärtsilä erwägt auch reinen Wasserstoff für Schiffsantriebe und die von ihnen verkauften Stromerzeugungsanlagen. Tang weist darauf hin, dass, wenn Europa mit staatlichen Maßnahmen und Anreizen zu Wasserstoff als Kraftstoff vorantreibt, dies trotz einer klaren Herausforderung eine Sache sein könnte.
Wärtsilä hat in letzter Zeit viel Verwirrung bei den Batteriepreisen erlebt, hauptsächlich aufgrund des Preises von Lithiumcarbonat, das für LFP- und Lithium-Ionen-Batterien benötigt wird. Die Preise auf Systemebene werden voraussichtlich in diesem Jahr um 21 % und im nächsten Jahr um 31 % steigen. Die Industrie verdaut das, und einige Entwicklungen sind durch hässliche Verhandlungen undurchführbar geworden. Tangs Ansicht ist, dass dies von 2024 bis 2025 ein schmerzlicher Lichtfleck im Rückspiegel sein wird. Meine Ansicht ist ähnlich. Lithium ist sowohl in Hartgestein als auch in Lithiumsole in Öl- und Gasregionen ein Kommentarfaktor, daher erleben wir nur eine kurze Pause zwischen Ressourcenabbau und Marktnachfrage.
Aufgrund der großen Einschränkungen der zellbasierten Chemie bei der wirtschaftlichen Skalierung von Energie hofft Tang, dass Dinge wie Redox-Flow-Batterien reifen und eine längere Speicherung ermöglichen. 6-8 Stunden entsprechen in etwa dem wirtschaftlich speicherbaren Zeitraum und erfordern eine längerfristige Lösung. Seiner Ansicht nach wird dies zu all den oben genannten Ergebnissen führen.
Tang liebte das Skifahren, also kam er zu seiner Berufswahl. Seit er vor 30 Jahren mit dem Skifahren begann, hat er gesehen, wie die durchschnittliche Schneehöhe in der Sierra Nevada um 1000 Fuß gestiegen ist. Auf 6.000 Fuß über dem Meeresspiegel kamen früher alle Stürme als Schnee, aber jetzt kommt die Hälfte der Stürme als Regen. Tang ist der Ansicht, dass wir die Chance haben, dies vorherzusehen. Sie haben die Möglichkeit, dies zu beheben. Die Nutzung erneuerbarer Energien ist Tang ein persönliches Anliegen. Er möchte ein Verwalter für zukünftige Generationen von Skifahrern sein. Er sagt, wir haben ein Werkzeug und wir müssen die Richtlinie dahinter verpacken, um es zu verwirklichen.
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