Studie o udržitelných průmyslových energetických uložištích zveřejněna

Vzhledem k tomu, že elektromobilita stále více pokročila, je nezbytné nepřetržitě vyvíjet udržitelné technologie skladování energie. I v mnoha výrobních podnicích jsou skladovací systémy integrovány, například k zajištění nepřerušitelného napájení (UPS) pro citlivé procesy. Další možnosti využití vznikají díky integraci obnovitelných zdrojů energie a jejich volatilní výrobě. Patří sem mimo jiné snížení odběru výkonu ze sítě nebo optimalizace vlastního využití energie.

V tomto kontextu provedly Fraunhofer IPA a Institut pro energetickou účinnost ve výrobě EEP při Univerzitě Stuttgart, s podporou Ministerstva životního prostředí, klimatu a energetiky Bádenska-Württemberska, studii ESIP „Skladování energie ve výrobních systémech“ a nyní ji zveřejnily. Identifikuje možné možnosti využití skladovacích systémů ve výrobních systémech a popisuje současný stav technologií skladování energie, stejně jako jejich aktuální výzvy a příležitosti.

Pro zachycení potenciálu skladování energie byly provedeny rozhovory s odborníky a online průzkum. Mezi 1. srpnem a 18. říjnem 2018 se studie zúčastnilo 269 osob, přičemž do vyhodnocení bylo zahrnuto 136 datových sad. Byly kladeny otázky mimo jiné na technické možnosti integrace, použitelné technologie skladování energie, konkurenci, výzvy, motivaci a ekonomickou efektivitu. Dále bylo provedeno osm rozhovorů s odborníky. Ve většině vybraných podniků již skladovací systémy používají.

Možnosti využití

Pro skladovací systémy existuje v průmyslovém prostředí řada možností využití. Obecně lze rozlišit mezi možnostmi využití k zabezpečení výroby, optimalizaci odběru energie a systémovými službami. Možnosti využití k zabezpečení výroby jsou již zavedené, zatímco možnosti optimalizace odběru energie jsou pro výrobní podniky stále atraktivnější. Možnosti prostřednictvím systémových služeb jsou vnímány pouze jako vedlejší efekt ke zvýšení ekonomické efektivity.

Dostupné technologie

Hmotnostní akumulátory, kondenzátory a olověné baterie patří mezi vyspělé technologie dostupné na trhu. Lithium-iontové baterie jsou na dobré cestě stát se součástí tohoto seznamu. Redox-flow baterie mohou díky oddělenému dimenzování výkonu a kapacity hrát důležitou roli.

Snížení nákladů

Všechny technologie skladování energie mají vysoké výrobní náklady kvůli malým sériím. Snížení investičních nákladů by mohlo být dosaženo masovou výrobou téměř u všech zkoumaných technologií skladování energie. Další možností, jak snížit vysoké investiční náklady na skladovací systémy, je využití baterií z druhé ruky z elektromobilů, protože opětovné použití použitých baterií z elektromobilů pro stacionární aplikace může přinést pozitivní ekonomické a ekologické efekty.

Odstraňování překážek

Kromě ekonomické efektivity jsou výzvou také regulace pro integraci skladovacích systémů. Navíc v odvětví chybí zkušenosti, know-how a praktické demonstrátory. Největším hnacím motorem pro integraci skladovacích systémů je potřeba zvýšení účinnosti jak z podnikatelského, tak z energetického hlediska.

Závěr

Pro stacionární použití jsou v současnosti nejčastěji využívány elektrické nebo elektrochemické skladovací systémy. I v budoucnu budou tyto technologie – alespoň pro krátkodobé a střednědobé možnosti využití – dominovat trhu. Termické skladovací systémy získají na významu. Lithium-iontové baterie mají také velký potenciál pro stacionární použití a technologie, které ještě nejsou na trhu, například redox-flow baterie, mohou být z pohledu účastníků průzkumu v budoucnu zajímavé pro stacionární aplikace. Velkou příležitostí pro podniky je vývoj a výstavba hybridních skladovacích systémů.

Ty sestávají z elektrických a elektrochemických nebo elektrických a tepelných skladovacích systémů. Integrace skladovacích systémů pro optimalizaci odběru energie se pro podniky stále více stává atraktivní, avšak ekonomická efektivita je stále největší výzvou. Podniky mají tendenci spíše k velkému centrálnímu skladovacímu systému, který jim umožňuje energeticky se odpojit od sítě. Díky centrálním velkým skladovacím systémům je možná jejich víceúčelová využitelnost. Tak je sklad lépe využit a ekonomická efektivita je zvýšena. Snížení nákladů, poháněné technologickým pokrokem a rostoucí výrobou ve velkém měřítku, je stále nejdůležitějším faktorem pro ekonomickou efektivitu.

Přehled

Studie „Skladování energie ve výrobních systémech“ identifikuje různé možnosti využití stacionárních skladovacích systémů v průmyslovém prostředí. Dále představuje současné technologie skladování energie a popisuje aktuální příležitosti a výzvy.

Podporováno: Ministerstvo životního prostředí, klimatu a energetiky Bádenska-Württemberska

Autoři: Fabian Zimmerman, Alexander Emde
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA

Raoul Laribi, Diana Wang, Alexander Sauer
Institut pro energetickou účinnost ve výrobě EEP
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart

Rok: 2019