Tanulmány a fenntartható ipari energiatárolásról közzétéve

Ahogy az elektromobilitás egyre tovább fejlődik, elengedhetetlen a fenntartható energiatároló technológiák folyamatos fejlesztése. Számos gyártóvállalatnál integrált energiatárolók találhatók, például a érzékeny folyamatok megszakítás nélküli energiaellátásának (USV) biztosítása érdekében. További alkalmazási lehetőségek alakulnak ki a megújuló energiaforrások és azok volatilis termelése integrálásával. Ide tartozik többek között a hálózati energiafelvétel csökkentése vagy az önfogyasztás optimalizálása.

Ezért a Baden-Württemberg Környezet-, Klíma- és Energiaügyi Minisztériuma támogatásával a Stuttgart Egyetem Fraunhofer IPA és az Energiahatékonysági Intézet a Gyártásban (EEP) elvégezte és most közzé tette az „Energiatárolók a gyártási rendszerekben” című ESIP tanulmányt. A tanulmány azonosítja a gyártási rendszerekben alkalmazható energiatárolók lehetséges opcióit, valamint bemutatja az energiatároló technológiák jelenlegi állapotát, kihívásait és lehetőségeit.

Az energiatárolók potenciáljának felmérésére szakértői interjúkat és online felmérést végeztek. 2018. augusztus 1. és október 18. között 269 személy vett részt a tanulmányban, végül 136 adat kerül feldolgozásra. A kérdések többek között technikai integrációs lehetőségekről, alkalmazható energiatároló technológiákról, versenyről, kihívásokról, motivációról és gazdaságosságról szóltak. Emellett nyolc szakértői interjút is készítettek. A legtöbb kiválasztott vállalat már alkalmaz energiatárolókat.

Az alkalmazási lehetőségek

Számos alkalmazási lehetőség létezik az ipari környezetben az energiatárolók számára. Alapvetően két fő területet különböztethetünk meg: a gyártás biztosítását célzó alkalmazásokat, az energiafelvétel optimalizálását és a rendszer-szolgáltatásokat. A gyártás biztosítására szolgáló lehetőségek már be vannak építve, míg az energiafelvétel optimalizálására irányuló lehetőségek egyre érdekesebbek a gyártó vállalatok számára. A rendszer-szolgáltatások által nyújtott alkalmazási lehetőségeket csupán másodlagos hatásként tekintik a gazdaságosság növelése érdekében.

Elérhető technológiák

Az elterjedt, piacon elérhető technológiák közé tartoznak a lendítőmasses tárolók, kondenzátorok és ólom-savas akkumulátorok. A lítium-ion akkumulátorok már jó úton haladnak a piacra kerülés felé. A Redox-Flow akkumulátorok is fontos szerepet tölthetnek be, mivel a teljesítmény és kapacitás külön méretezése lehetővé teszi alkalmazásukat.

Költségek csökkentése

Minden energiatároló technológia magas gyártási költségekkel jár a kis darabszám miatt. A beruházási költségek csökkentése szinte minden vizsgált technológia esetében elérhető tömeggyártással. Egy másik lehetőség a magas beruházási költségek csökkentésére az elektromos autók második életciklusából származó akkumulátorok használata, mivel a használt autóakkumulátorok újrahasznosításával pozitív gazdasági és ökológiai hatások érhetők el.

Akadályok lebontása

A gazdaságosság mellett a szabályozások is kihívást jelentenek az energiatárolók integrációjában. Emellett a szektorban hiányzik a tapasztalat, a know-how és a gyakorlati demonstrátorok. A legnagyobb hajtóerő az energiatárolók integrációjában a hatékonyságnövelés szükségessége mind gazdasági, mind energetikai szempontból.

Összegzés

A jelenlegi állás szerint a telephelyi alkalmazásokhoz leggyakrabban elektromos vagy elektrokémiai energiatárolókat használnak. A jövőben ezek a technológiák – legalábbis rövid és középtávon – továbbra is dominálni fognak a piacon. A hőenergia tárolók szerepe növekedni fog. A lítium-ion akkumulátorok nagy potenciállal rendelkeznek a telephelyi alkalmazásokban, és a még nem piaci szinten lévő technológiák, például a Redox-Flow akkumulátorok is érdekesek lehetnek a jövőben a résztvevők véleménye szerint. A vállalatok számára nagy lehetőség a hibrid energiatároló rendszerek fejlesztése és kiépítése.

Ezek elektromos és elektrokémiai vagy elektromos és hőenergiát tároló rendszerekből állnak. Az energiatárolók integrációja az energiafelvétel optimalizálására egyre érdekesebbé válik a vállalatok számára, azonban a gazdaságosság továbbra is a legnagyobb kihívás. A vállalatok inkább egy nagy, központi energiatárolót preferálnak, hogy energetikailag leváljanak a hálózatról. A központi nagy energiatárolók multifunkcionális alkalmazására van lehetőség, így a tároló jobb kihasználtságot és növelt gazdaságosságot eredményez. A költségek csökkentése, amit a technológiai fejlődés és a tömeggyártás növekedése hajt, továbbra is a legfontosabb tényező a gazdaságosság szempontjából.

Áttekintés

A „Gyártási rendszerek energiatárolói” című tanulmány különböző alkalmazási lehetőségeket azonosít a telephelyi energiatárolók számára az ipari környezetben. Emellett bemutatja a jelenlegi energiatároló technológiákat, valamint ismerteti a lehetőségeket és kihívásokat.

Támogatásban részesítette: Baden-Württemberg Környezet-, Klíma- és Energiaügyi Minisztériuma

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

Raoul Laribi, Diana Wang, Alexander Sauer
Institut für Energieeffizienz in der Produktion EEP
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart

Év: 2019