Przez całą historię Niemcy były kluczowym graczem we wdrażaniu rozwiązań czystej energii i nadal są na czele rozwiązań czystej energii. Dostępne są informacje, że kraj ten aktywnie działa na rzecz zielonej gospodarki, dlatego w tym przypadku technologie magazynowania energii okazały się najważniejsze. Ponieważ kraj ten obiecał zakończyć spalanie węgla i ograniczyć emisję dwutlenku węgla, Niemcy stały na czele w projektowaniu i budowaniu lepszych systemów magazynowania energii. Niniejszy artykuł koncentruje się na rankingu technologii magazynowania energii, które mają wpłynąć na niemiecki miks energetyczny w roku 2024.
Przegląd technologii:
1. Baterie litowo-jonowe
Akumulatory litowo-jonowe są najlepiej znanymi akumulatorami, które charakteryzują się wysoką gęstością energii, długim cyklem życia i wysoką wydajnością energetyczną. W Niemczech są szeroko stosowane zarówno w pojazdach elektrycznych, jak i dużych systemach magazynowania energii, co pomaga w znacznym stopniu przezwyciężyć niestabilność sieci energetycznej. Ze względu na ciągły rozwój technologii w chemii akumulatorów i produkcji, przewiduje się, że akumulatory litowo-jonowe będą tańsze i bardziej wytrzymałe.
2. Baterie przepływowe
Dobrym przykładem akumulatora przepływowego jest akumulator przepływowy redoks wanadowy, na który popyt rośnie ze względu na łatwość skalowania i długi cykl życia. Z drugiej strony akumulator przepływowy przechowuje energię w ciekłych elektrolitach i zewnętrznych pojemnikach, dlatego nadaje się do masowego magazynowania energii elektrycznej. Niemcy wykorzystują technologię akumulatora przepływowego, aby zwiększyć pojemność magazynową energii odnawialnej, która pochodzi głównie z wiatru i słońca.
3. Baterie półprzewodnikowe
Jeśli chodzi o SSB, można je scharakteryzować poprzez zwiększony poziom bezpieczeństwa, wyższą gęstość energii i dłuższy cykl życia w porównaniu z obecnie stosowanymi LIB. Problemem tych baterii jest to, że wykorzystują stały elektrolit zamiast płynnego, który ma mniejsze szanse na rozlanie się i zapalenie. Południowoniemieckie przemysły, jak również placówki badawcze są pionierami w tej dziedzinie, a obecnie uruchamianych jest kilka projektów pionierskich w celu wprowadzenia tej formy technologii baterii na rynek.
4. Magazynowanie wodoru
Przechowywanie wodoru jest kluczowe w rozwoju niemieckiego krajowego planu wodorowego, który ma na celu ustanowienie Niemiec jako centrum gospodarki wodorowej. Zauważono, że wodór może być wytwarzany ze źródeł energii odnawialnej i przechowywany do późniejszego wykorzystania w produkcji energii elektrycznej, transporcie i innych zastosowaniach przemysłowych. Niemcy mają wszechobecny potencjał i koncentrują się na głównej infrastrukturze magazynowania wodoru na skalę przemysłową, aby wyznaczyć tempo dematerializacji gospodarki oraz bezpieczeństwa energetycznego i suwerenności.
5. Magazynowanie ciepła
Tess = systemy magazynowania ciepła, co oznacza, że pewien rodzaj ciepła, masa termiczna może magazynować ciepło, tak aby można było zaspokoić zapotrzebowanie, gdy podaż jest niska. Te systemy najlepiej nadają się do zastosowań przemysłowych i systemów grzewczych dla społeczności, gdzie konieczne jest magazynowanie i kontrolowanie znacznej ilości ciepła. W Niemczech wdrożono kilka zaawansowanych systemów magazynowania ciepła, takich jak materiały zmieniające fazę i sole stopione, które umożliwiły Niemcom zrównoważenie wytwarzania energii i zmniejszenie emisji gazów cieplarnianych.
Główne zastosowania: Zastosowania w przemyśle, handlu i mieszkalnictwie
Przemysłowe przypadki użycia
Technologie magazynowania energii w sektorze przemysłowym są niezbędne do kontroli zapotrzebowania na energię w sektorze konsumpcji oraz do osiągnięcia redukcji kosztów, a także do ułatwienia przejścia na OZE. Więcej dużych zakładów, takich jak fabryki i zakłady produkcyjne w Niemczech, może integrować system magazynowania energii w akumulatorach, aby poprawić swoją efektywność energetyczną, a także zagwarantować stabilne dostawy energii elektrycznej. Na przykład akumulatory litowo-jonowe i przepływowe są wdrażane w celu wyrównania mocy wyjściowej ze źródeł odnawialnych i zasilania awaryjnego podczas awarii.
Przypadki użycia komercyjnego
Nawet w zastosowaniach komercyjnych, w tym biur, centrów handlowych i szpitali, zaawansowane systemy magazynowania energii są przydatne. Te technologie mogą być również wykorzystywane do obniżania kosztów energii i zwiększania niezawodności zasobów energetycznych dla firmy, pomagając tym samym organizacjom w osiąganiu celów zrównoważonego rozwoju. Baterie litowo-jonowe i systemy magazynowania energii cieplnej są instalowane w budynkach komercyjnych w Niemczech w celu zarządzania zapotrzebowaniem na energię i umożliwienia większego wlewu energii odnawialnej.
Przykłady zastosowań mieszkaniowych
Innowacje w technologiach magazynowania energii do użytku osobistego Umożliwiają użytkownikom korzystanie z instalacji energii odnawialnej, takich jak systemy fotowoltaiczne, takie jak systemy fotowoltaiczne. Również mieszkaniowe Dalsze udoskonalenie sieci i korzyści w postaci oszczędności kosztów, gdy wymagany jest napęd. Trend korzystania z urządzeń do magazynowania energii w sektorze mieszkaniowym w Niemczech prawdopodobnie będzie się dalej rozwijał, ponieważ koszty baterii spadły, a coraz więcej osób interesuje się ideą autokonsumpcji.
Przyszłe trendy: nadchodzące postępy i projekty badawczo-rozwojowe
Z drugiej strony przyszłość Niemiec będzie bardziej agresywna, ponieważ będą one dążyć do wyprzedzenia innych krajów, a także do zostania liderami rynku w zakresie technologii magazynowania energii poprzez nowe wynalazki oraz prace badawczo-rozwojowe. Dotyczy to w szczególności przełomowych technologii, takich jak baterie półprzewodnikowe i magazynowanie wodoru, w które obecnie dokonuje się wielomilionowych inwestycji. Niemcy również – dość aktywnie – rozwijają systemy magazynowania energii związane z interfejsem inteligentnej sieci i poszukują materiałów i projektów, które skutecznie magazynowałyby energię odnawialną.
Wnioski: Dlaczego te technologie przyczyniają się do przyszłości energetycznej Niemiec.
Tak więc pięć kluczowych technologii ESS: baterie litowo-jonowe, baterie przepływowe, baterie półprzewodnikowe, magazynowanie wodoru i magazynowanie ciepła są kluczowymi czynnikami niemieckiej transformacji energetycznej. Takie innowacje nie tylko ułatwiają wykorzystanie odnawialnych źródeł energii, ale także poprawiają bezpieczeństwo energetyczne, zmniejszają emisję gazów cieplarnianych i promują rozwój gospodarczy. Dalsze zaangażowanie w inwestycje oraz badania i rozwój oznacza, że Niemcy będą nadal wprowadzać innowacje w technologicznie doskonalszym systemie magazynowania energii, aby zapewnić dalsze bezpieczeństwo energetyczne w 2024 r. i później.