Az energiatárolás mindennapok technológiája a jövőből Dr. Pálfi Géza. Okos Jövő Innovációs Klaszter November 11.

Átírás

1 Az energiatárolás mindennapok technológiája a jövőből Dr. Pálfi Géza Okos Jövő Innovációs Klaszter November 11.

2 Tartalomjegyzék 1.A villamos-energia tárolásának okai 2.Energiatárolási módszerek osztályozása 3.Lithium ionos energiatárolás 4.A lehetséges jövő és lehetőségek 11/12/2014 2

3 A villamos-energia tárolásának okai 11/12/2014 3

4 Miért tároljuk a villamos-energiát? EUR/MWh Okok az energiatárolásra 1. Hagyományos okok Magas termelési költségek a fogyasztási csúcsidőszakban Folyamatos és rugalmas ellátás szükséglete Nagy távolság a termelő és a fogyasztó között Hálózati szűkkeresztmetszetek Kábeles energia átvitel 2. Aktualitások CO 2 kibocsátás csökkentése több megújuló energia, kevesebb fosszilis Optimalizált, intelligens villamos energia termelés és felhasználás Smart Grid 11/12/2014 4

5 + Miért van jelenleg reflektorfényben a villamos energia tárolása? Energiatárolás, mint a megújuló forrású energiatermelés hiányzó láncszeme Alaptétel: a termelést és a felhasználást egyensúlyban kell tartani. Franciaországban például a téli hőmérséklet 1 C fokos csökkenése 2,3 GW többlet teljesítményt igényel rendszerszinten. Az elmúlt 5 évben ugrásszerűen megnőtt a megújuló alapú energiatermelés. Csak Németországban a és között ~40 GW új megújuló forrású termelőt üzemeltek be. Ez a rendszerszinten szükséges kiegyensúlyozó energia iránti kereslet megnövekedését hozta magával. A nap- és szélfarmok közelébe telepített, modulárisan méretezhető energiatárolókkal a probléma decentralizáltan is kezelhető a szokásos centralizált, rendszerirányítói módszerek mellett. Rendszerszinten és centralizáltan 10 MW a legkisebb egység, amiben gondolkodni lehet, decentralizáltan nagyságrenddel kisebb is alkalmas. A decentralizált tárolás magával hozza a mérlegkör szintű kiegyensúlyozó energia szükséglet optimalizálás lehetőségét is. -> a kiegyensúlyozatlan területhez legközelebb eső tárolóból való kiegyensúlyozás a hálózati veszteség révén olcsóbb forrásként funkcionál Megfelelő piaci körülmények (zsinór és csúcsidőszaki áram ár különbség) között akár arbitrázsra is lehet használni az energiatárolókat. 11/12/2014 5

6 Energiatárolási módszerek osztályozása 11/12/2014 6

7 Energiatárolónak nevezünk minden olyan eszközt amely képes az energiát átmenetileg tárolni és egy későbbi időpontban azt felhasználhatóvá tenni Energiatárolás osztályozása Ábra / fénykép / illusztráció helye Az egyes energiatároló technológiák érettsége 1. Mechanikus Helyzeti energia alapú Mozgási energia alapú 2. Termikus ICE (ice energy storage system) Olvadt só 3. Kémiai H2 tárolás tüzelőanyag cella Tradicionális, fosszilis tüzelőanyagok 4. Elektrokémiai Akkumulátorok 5. Direkt villamos energia alapú Elektrosztatikus Elektrodinamikus 11/12/2014 PSH pumped-storage hydroelectricity; CAES compressed air energy storage; SMES superconducting magnet energy storage> 7

8 Az energiatároló technológiák elhelyezkedése a teljesítmény áthidalási idő koordináta rendszerben Legszélesebb körű felhasználhatóság 11/12/2014 PSH pumped-storage hydroelectricity; CAES compressed air energy storage; SMES superconducting magnet energy storage 8

9 A világon jelenleg üzemelő, hálózati csatlakozású energiatároló kapacitások (MW) 11/12/2014 9

10 Lithium ionos energiatárolás 11/12/

11 Lithium ionos energiatárolás Tulajdonságok A Lítium a legkönnyebb fém Legnagyobb elektrokémiai potenciál A legreakcióképesebb fém Nagy energiasűrűség Más elemekkel kombinálva nem reagál a vízzel Eleinte drágák voltak, de a tömeggyártás versenyképessé tette őket 11/12/

12 Lithium ionos energiatárolás Előnyök Többnyire nincs folyékony elektrolit Magas energiasűrűség kb. 4x ólomzselés Nagyon kisméretű cellák is megvalósíthatók Alacsony tömeg Akár több 1000Ah cellák is gyárthatóak 11/12/

13 Lithium ionos energiatárolás Előnyök Gyorsan tölthetők, néhány órától 20 percig Mély kisüthetők 80%DOD, az ólom alapú 50% Nagyon alacsony önkisülés. Jó töltéshatásfok, akár 95% Nincsen memória effektus Magas ciklusszám. Több ezer, 80% DOD mellett Nem kell újrakondicionálni, mint az Ni alapúakat Az alap cella kémiai variációival az adott feladatra optimalizálható 11/12/

14 Lithium ionos energiatárolás Intellistore TM ,5 MW/1 MWh - max. 2 óra áthidalási idő - 40 tengeri konténer - 0,4 kw os csatlakozás - BESS (szállítható energiatároló) - 6 éves projekt keretében épült meg - Kb. 30 magyar szakember, magyar mérnök munkája - Magyar kockázati tőkéből épült - Több szabadalom (1 világszabadalom) köthető a berendezéshez: inverter, szoftveverek, BMS (Battery Management System) - A működtető szoftver (Virtual Power Plant) alapja cca. 400 MW gázmotort működtet az országban (ENTSO E akkreditált; Referencia: Dalkia, RWE, E - ON) - 18 hónapos kereskedelmi próbaüzem 11/12/

15 Lithium ionos energiatárolás Intellistore TM Multi - 5 konténerben elhelyezhető - Max. 6 MWh - Kis-, vagy középfeszültségen - Multikonténer koncepció célja: olyan energiatároló komplexum megtervezése/megépítése, mely a különböző áthidalási idejű (akár 12 óra) - Nemcsak kis-, hanem középfeszültségű csatlakozás lehetőségének biztosítása - Konténeres építés ár/érték arányának határa: 6 MWh nál nagyobb energiatároló megépítése már csarnokba épített módon éri meg (könnyebb hűtés, épület négyzetméter ára jóval olcsóbb, stb.) KIVÉVE amennyiben kimondottan konténeres megoldás az igény 11/12/

16 Lithium ionos energiatárolás Épített energiatároló Ízisz projekt - ENTSO E 3 rd Party TYNDP Egyetlen akkumulátoros energiatároló projekt MW/225 MWh - Tisza Erőmű területén - elbírálás alatt áll 11/12/

17 Lithium ionos energiatárolás Épített energiatároló Ízisz projekt 11/12/

18 A lehetséges jövő és lehetőségek 11/12/

19 Mit hoz a jövő? Az energiatárolás robbanásszerű növekedését Az akkumulátoros tárolás exponenciális növekedését 1. Az IHS* piackutató cég szerint az energiatárolás piaca 2017-re eléri az évi 6 GW új tároló telepítést, míg 2022-re meghaladja az évi 40 GW-t ban összesen 0,34 GW telepítés történt. Melyik energiatároló technológia iránt lesz a legnagyobb kereslet a következő 5 évben? 2. Egy IMS Research kutatás szerint a PV parkokból származó villamos energia tárolása ami kevesebb mint 200 millió USD volt 2012-ben katapultálni fog 19 milliárd USDre 2017-ig. 11/12/2014 *IHS Information Handling Services Inc. 19

20 Magyarországi lehetőségek - MAVIR pilot projekt kivitelezése - az előkészítő fázison túl van - Korábbi MAVIR elképzelések továbbvitele MW decentralizált szekunder tartalék bázis kiépítése hosszú távon - Önkormányzatok bevonása az energetikai láncba - önkormányzatok villamos energia ellátása az éjszakai villamos energia, vagy megújuló parkok energiatermelésének betárolása révén - További célcsoportok: állami vállalatok, honvédség, állami szervek (kormányzati negyedek, rendvédelmi szervek) 11/12/

21 Köszönjük a figyelmet és várjuk kérdéseiket! Dr. Pálfi Géza palfi@awenrg.com