Hálózati akkumulátoros energiatárolás merre tart a világ? Az akkumulátoros hálózati energiatárolás jelene és jövője 2013. április 11., Óbudai Egyetem Hartmann Bálint Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Villamosmérnöki és Informatikai Kar Villamos Energetika Tanszék Villamos Művek és Környezet Csoport
Merre tart a villamosenergia-ipar? 2013.04.11. 2
Az okos hálózatok kulcsa az energiatárolás Az energiatárolás feladata Energiatárolási technológiák Költségek Realitások 2013.04.11. 3
Az energiatárolás feladata 2013.04.11. 4
A mindennapi tárolás Olaj-, gáztartály Fáskamra Hőtárolós kályha, bojler Irattartó Számítógépes memória Parkoló Bevásárlókocsi Pohár Szálloda Pénztárca Rendelkezésre állás a megfelelő időben 2013.04.11. 5
A villamosenergia-tárolás A villamosenergia-tárolás lehetővé teszi, hogy akkor álljon rendelkezésünkre villamos energia, amikor arra szükségünk van, ahogy a villamos hálózat is lehetővé teszi, hogy ott álljon rendelkezésre villamos energia, ahol arra szükségünk van. Imre Gyük, DOE Tekinthető egyaránt fontos szempontnak? A hálózatba épített energiatárolók kapacitásának és a villamos csúcsterhelésnek az aránya 2,5% Egyesült Államok 10% Európa 15% Japán 2013.04.11. 6
Tanulmányok az energiatárolás feladatainak meghatározására EPRI Comparison of Storage Technologies for Distributed Resource Applications (2003) EPRI-DOE Handbook of Energy Storage for Transmission and Distribution Applications (2003) EPRI-DOE Handbook Supplement of Energy Storage for Grid Connected Wind Generation Applications (2004) Electricity Advisory Committee Bottling Electricity (2008) 2013.04.11. 7
Az energiatárolás feladata Forrás: EPRI Electric Energy Storage Technology Options, 2010 2013.04.11. 8
Energiatárolási technológiák 2013.04.11. 9
Energiatárolási technológiák Fő paraméterek Névleges teljesítmény Kisütési idő Ciklikus hatásfok Élettartam Önkisülés Költségek Forrás: IEEE Power & Energy Magazine Look Before You Leap 2013.04.11. 10
Energiatárolási technológiák Szivattyús-tározós erőmű Sűrített levegős tározós erőmű (CAES) Lendkerék Elektromos kettősréteg kondenzátor Szupravezetős mágneses energiatárolás Akkumulátorok (elektromos autók) Folyékony elektrolit akkumulátorok 2013.04.11. 11
Energiatárolási technológiák 2013.04.11. 12
Akkumulátorok Energetikai alkalmazásokban gyakran használt típusok Savas ólom (L/A) Nikkel-kadmium (Ni-Cd) Nikkel-fémhidrid (Ni-MH) Lítium ion (Li-ion) Nátrium-kén (Na-S) Egyéb alkalmazásokban használt típusok Nikkel-vas (Ni-Fe) Nikkel-hidrogén (Ni-H 2 ) Nikkel-cink (Ni-Zn) Vékonyfilmes lítium Lítium polimer (Li polymer) Stb. 2013.04.11. 13
Folyékony elektrolit akkumulátorok Előnyei Nagy ciklikus élettartam A teljesítmény és a kapacitás egymástól függetlenül határozható meg Gyors reakcióidő Hátrányai Jellemzően mozgó alkatrészekkel rendelkeznek Magas ár Sikeres típusok Vanádium-redox (VRB) Poliszulfid-bromid (PSB) Cink-bromin (ZnBr) 2013.04.11. 14
Energiatárolók napjainkban Forrás: EPRI Electric Energy Storage Technology Options, 2010 2013.04.11. 15
Energiatárolók a jövőben 2013.04.11. Forrás: EPRI Electric Energy Storage Technology Options, 2010 16
Energiatárolási technológiák 2013.04.11. Forrás: WGSI Equinox Blueprint: Energy 2030 17
Költségek 2013.04.11. 18
Költségelemek Beruházási költségek Akkumulátor (vagy más technológia) Beépítés, helyszíni költségek Teljesítményelektronika Hálózati csatlakozás BOP (Balance of Plant) Nehezen becsülhető költségek (technológia fejlettsége) 0-15% Üzemeltetési és karbantartási költségek Fix költségek Változó költségek Üzem közbeni pótlások költsége 2013.04.11. 19
Beruházási költségek ($/kw) Forrás: EPRI Energy Storage System Costs 2013.04.11. 20
Beruházási költségek ($/kwh) Forrás: EPRI Energy Storage System Costs 2013.04.11. 21
Fajlagos költségek 2013.04.11. Forrás: WGSI Equinox Blueprint: Energy 2030 22
Megvalósulhat mindez? 2013.04.11. 23
Az energiaszektorban tervezett befektetések nagysága, 2012-2035 ($2011 Mrd) 60% 57% 43% 2013.04.11. Forrás: IEA World Energy Outlook 2012 24
A világ smart energetikai beruházásai, 2012 Forrás: Pike Research 2013.04.11. 25
Energiatárolási projektek az Egyesült Államokban 2013.04.11. 26
Demonstrációs projektek az Egyesült Államokban (nem teljes lista) Forrás: EPRI 2013.04.11. 27
2013.04.11. 28
A legfontosabb feladatok Új technológia és új szolgáltatás, vagy illeszkednie kell a jelenlegi vagyonkezelési rendszerbe? Kinek képezi a tulajdonát? Termelői, átviteli, elosztói (fogyasztói) eszköz, vagy ezek valamilyen kombinációja? Valóban szükségünk van rá? Rendszerintegráció vizsgálata, teljesítmények/kapacitások meghatározása Költséghatékony beruházás? A hasznos elemek legnagyobb részét még nem tudja árazni a piac A meglévő piacok nem adnak reális képet Mi legyen az elsődleges feladat a portfólión belül? 2013.04.11. 29
Köszönöm a figyelmet! hartmann.balint@vet.bme.hu 2013.04.11. 30