Vorreiterrolle: Wie Energiespeicherung die Landschaft für B2B-Kunden neu gestaltet

Überblick über die Entwicklung und Anwendung der Energiespeicherindustrie.

1. Einführung in die Energiespeichertechnologie.

Energiespeicherung ist die Speicherung von Energie. Sie bezieht sich auf Technologien, die eine Energieform in eine stabilere Form umwandeln und speichern. Bei Bedarf geben sie die Energie dann in einer bestimmten Form wieder ab. Verschiedene Speicherprinzipien unterscheiden drei Arten: mechanische, elektromagnetische und elektrochemische. Jede Energiespeicherart hat ihren eigenen Leistungsbereich, ihre eigenen Eigenschaften und Verwendungsmöglichkeiten.

Sie bietet Vorteile. Dazu gehören geringere geografische Einflüsse, eine kurze Bauzeit und eine hohe Energiedichte. Dadurch ist die elektrochemische Energiespeicherung flexibel einsetzbar. Sie funktioniert in vielen Stromspeichersituationen. Sie ist die Technologie zur Stromspeicherung. Sie hat das breiteste Anwendungsspektrum und das größte Entwicklungspotenzial. Die wichtigsten davon sind Lithium-Ionen-Batterien. Sie werden in Szenarien von Minuten bis Stunden eingesetzt.

2. Anwendungsszenarien für Energiespeicher

Energiespeicherung bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Stromnetz. Sie hat drei Hauptanwendungen: Stromerzeugung, Netz und Verbraucher. Diese sind:

Die Stromerzeugung durch neue Energien unterscheidet sich von herkömmlichen Verfahren. Sie wird von natürlichen Bedingungen beeinflusst. Dazu gehören Licht und Temperatur. Die Stromabgabe variiert je nach Jahreszeit und Tag. Eine Anpassung der Leistung an den Bedarf ist nicht möglich. Es handelt sich um eine instabile Stromquelle. Wenn die installierte Kapazität oder der Anteil der Stromerzeugung ein bestimmtes Niveau erreicht, beeinträchtigt dies die Stabilität des Stromnetzes. Um das Stromsystem sicher und stabil zu halten, werden im neuen Energiesystem Energiespeicherprodukte eingesetzt. Diese werden wieder an das Netz angeschlossen, um die Stromabgabe zu glätten. Dies reduziert die Auswirkungen der neuen Energien. Dazu gehören Photovoltaik und Windkraft. Diese sind intermittierend und volatil. Auch Probleme des Stromverbrauchs wie Wind- und Lichtausfall werden gelöst.

Traditionelle Netzplanung und -konstruktion folgen der Maximallastmethode. Dies geschieht netzseitig. Dies ist beim Bau eines neuen Netzes oder bei der Kapazitätserweiterung der Fall. Die Ausrüstung muss die Maximallast berücksichtigen. Dies führt zu hohen Kosten und geringer Anlagennutzung. Der Aufstieg der netzseitigen Energiespeicherung kann die ursprüngliche Maximallastmethode durchbrechen. Beim Bau eines neuen Netzes oder der Erweiterung eines alten Netzes kann dies Netzüberlastungen reduzieren. Außerdem fördert es die Erweiterung und Modernisierung der Ausrüstung. Dies spart Netzinvestitionskosten und verbessert die Anlagennutzung. Energiespeicher nutzen Container als Hauptträger. Sie werden bei der Stromerzeugung und im Netz eingesetzt. Sie sind hauptsächlich für Anwendungen mit einer Leistung von mehr als 30 kW gedacht. Diese benötigen eine höhere Produktkapazität.

Neue Energiesysteme dienen auf der Verbraucherseite hauptsächlich der Stromerzeugung und -speicherung. Dies senkt die Stromkosten und stabilisiert die Stromversorgung durch Energiespeicherung. Gleichzeitig können Verbraucher Energiespeichersysteme nutzen, um Strom in Zeiten niedriger Preise zu speichern. Dadurch können sie ihren Netzstromverbrauch in Zeiten hoher Preise reduzieren. Sie können Strom aus dem Speichersystem auch verkaufen, um von Spitzen- und Talpreisen zu profitieren. Verbraucherseitige Energiespeicher nutzen Schränke als Hauptträger. Sie eignen sich für Anwendungen in Industrie- und Gewerbeparks sowie dezentralen Photovoltaik-Kraftwerken. Diese liegen im Leistungsbereich von 1 kW bis 10 kW. Die Produktkapazität ist relativ gering.

3. Das System „Quelle-Netz-Last-Speicher“ ist ein erweitertes Anwendungsszenario der Energiespeicherung

Das System „Quelle-Netz-Last-Speicher“ ist eine Betriebsart. Es umfasst eine Lösung aus „Stromquelle, Stromnetz, Last und Energiespeicher“. Es kann die Energieeffizienz und die Netzsicherheit steigern. Es kann Probleme wie die Netzvolatilität bei der Nutzung sauberer Energie beheben. In diesem System ist die Quelle der Energielieferant. Dazu gehören erneuerbare Energien wie Sonne, Wind und Wasserkraft. Auch traditionelle Energien wie Kohle, Öl und Erdgas gehören dazu. Das Netz ist das Energieübertragungsnetz. Dazu gehören Übertragungsleitungen und Stromnetzausrüstung. Die Last ist der Endverbraucher der Energie. Dazu gehören Privatpersonen, Unternehmen und öffentliche Einrichtungen. Die Speicherung ist die Energiespeichertechnologie. Dazu gehören Speicherausrüstung und -technologie.

Im alten Stromsystem sind Wärmekraftwerke die Stromquelle. Haushalte und Industrie stellen die Last dar. Beide sind weit voneinander entfernt. Das Stromnetz verbindet sie. Es nutzt einen umfassenden, integrierten Steuerungsmodus. Es handelt sich um einen Echtzeit-Ausgleichsmodus, bei dem die Stromquelle der Last folgt.

Im Rahmen des neuen Leistungssystems wurde der Ladebedarf von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben als Belastung für die Nutzer hinzugefügt. Dies hat die Belastung des Stromnetzes erheblich erhöht. Neue Energiemethoden wie Photovoltaik machen die Nutzer zu Stromquellen. Fahrzeuge mit alternativen Antrieben benötigen zudem Schnelllademöglichkeiten. Die Stromerzeugung mit alternativen Antrieben ist zudem instabil. Daher benötigen die Nutzer Energiespeicher, um die Auswirkungen ihrer Stromerzeugung und ihres Verbrauchs auf das Netz auszugleichen. Dies ermöglicht Spitzenlastnutzung und die Speicherung von Energie.

Die Nutzung neuer Energien wird vielfältiger. Nutzer möchten nun lokale Mikronetze aufbauen. Diese verbinden „Stromquellen“ (Licht), „Energiespeicher“ (Speicherung) und „Lasten“ (Laden). Sie nutzen Steuerungs- und Kommunikationstechnik zur Steuerung mehrerer Energiequellen. Sie ermöglichen es Nutzern, neue Energie lokal zu erzeugen und zu nutzen. Sie sind zudem auf zwei Arten an das große Stromnetz angebunden. Dies reduziert ihre Auswirkungen auf das Netz und trägt zu dessen Ausgleich bei. Das kleine Mikronetz und der Energiespeicher bilden ein „photovoltaisches Speicher- und Ladesystem“. Es ist integriert. Dies ist eine wichtige Anwendung der „Quelle-Netz-Last-Speicherung“.

Anwendungsaussichten und Marktkapazität der Energiespeicherindustrie

Dem Bericht der CNESA zufolge betrug die Gesamtkapazität der in Betrieb befindlichen Energiespeicherprojekte bis Ende 2023 289,20 GW. Dies entspricht einem Anstieg von 21,92 % gegenüber 237,20 GW Ende 2022. Die gesamte installierte Kapazität neuer Energiespeicher erreichte 91,33 GW. Dies entspricht einer Steigerung von 99,62 % gegenüber dem Vorjahr.

Bis Ende 2023 erreichte die Gesamtkapazität der Energiespeicherprojekte in China 86,50 GW. Dies ist ein Anstieg von 44,65 % gegenüber 59,80 GW Ende 2022. Sie machen nun 29,91 % der weltweiten Kapazität aus, ein Anstieg von 4,70 % gegenüber Ende 2022. Unter ihnen haben Pumpspeicher die größte Kapazität. Sie machen 59,40 % aus. Das Marktwachstum ist hauptsächlich auf neue Energiespeicher zurückzuführen. Dazu gehören Lithium-Ionen-Batterien, Blei-Säure-Batterien und Druckluft. Sie haben eine Gesamtkapazität von 34,51 GW. Dies ist eine Steigerung von 163,93 % gegenüber dem Vorjahr. Im Jahr 2023 werden Chinas neue Energiespeicher um 21,44 GW zunehmen, ein Anstieg von 191,77 % gegenüber dem Vorjahr. Zu den neuen Energiespeichern gehören Lithium-Ionen-Batterien und Druckluft. Beide verfügen über Hunderte von netzgekoppelten Projekten im Megawattbereich.

Gemessen an der Planung und dem Bau neuer Energiespeicherprojekte hat Chinas Energiespeicherung ein großes Ausmaß angenommen. Im Jahr 2022 gab es 1.799 Projekte. Sie sind geplant, im Bau oder in Betrieb. Sie verfügen über eine Gesamtkapazität von etwa 104,50 GW. Die meisten der in Betrieb genommenen neuen Energiespeicherprojekte sind klein und mittelgroß. Ihre Größenordnung liegt unter 10 MW. Ihr Anteil an der Gesamtzahl beträgt etwa 61,98 %. Die in Planung und im Bau befindlichen Energiespeicherprojekte sind überwiegend groß. Sie verfügen über 10 MW und mehr. Ihr Anteil an der Gesamtzahl beträgt 75,73 %. Mehr als 402 100-Megawatt-Projekte sind in Arbeit. Sie verfügen über die Grundlagen und Voraussetzungen, um Energie für das Stromnetz zu speichern.