Centrale electrice cu schimbare rapidă a sarcinii vs. eficiență ridicată

Iată un exemplu actual de creștere a costurilor și a emisiilor de CO2 prin ignorarea unei tranziții a rentabilității. Cu câteva decenii în urmă, nimeni nu își imagina că energia solară și eoliană ar putea furniza mai multă electricitate decât toate centralele calorice la un loc. Să privim înapoi în timp pentru a înțelege contextul istoric: Există aceste centrale electrice de vârf, care funcționează în principal la amiază. Acestea pot schimba sarcina rapid, deci nu este nicio problemă să le înlocuiască într-o zi însorită cu electricitate solară. Nici centralele cu sarcină medie nu sunt o problemă. Dar poate că în viitor vom avea atât de multă energie fotovoltaică încât va trebui chiar să oprim centralele de bază. Dar aceste centrale de bază au o scădere prea lentă pentru a fi oprite până la prânz și o creștere prea lentă pentru a avea putere maximă la apus. Prin urmare, centralele electrice de bază sunt un inamic al tranziției energetice; ele congestionează rețeaua! Într-adevăr, astfel de declarații erau încă făcute de politicieni ecologiști de rang înalt din Germania chiar și în 2025. Concluzia: Toate centralele electrice noi trebuie să fie destinate schimbării rapide a sarcinii. Cine a ucis mașina electrică la începutul secolului XX? Bateria plumb-acid. Tesla Y a mea cu baterii plumb-acid ar avea o capacitate de 20 kWh și o autonomie de 100 km, o putere de vârf de 40 kW, iar bateria ar trebui înlocuită la fiecare 6.000 km. Fără glumă, experiență dureroasă la primul meu test de scuter electric, între 2006 și 2009 (1). Același lucru este valabil și pentru orice gând privind bateriile la scară de rețea. Astfel, idealul centralei electrice care se schimbă rapid s-a născut pentru a face față schimbărilor din domeniul energiei fotovoltaice și eoliene. Acesta a fost contextul istoric în urmă cu aproximativ 3 decenii. Este șocant că ne aflăm încă în prima fază a tranziției energetice. Există trei faze de utilizare a energiei regenerabile din soare și vânt:

La întâmplare, soarele strălucește sau vântul suflă, iar noi reducem producția centralelor calorice.
24 de ore de electricitate, furnizare stabilă în intervalul unei zile; bateriile fac posibilă o cooperare între soare, vânt și centralele calorice.
Energie electrică 24×365, o aprovizionare stabilă pentru fiecare zi a anului, iar combustibilul fosil pentru centralele calorice este înlocuit cu energie pentru X.

În prima fază, ideea este ca, ori de câte ori soarele strălucește sau vântul bate, să reducem producția centralelor calorice. În cealaltă direcție, să creștem producția centralelor calorice de îndată ce se întunecă sau nu bate vântul. Acesta a fost momentul în care a apărut dorința ca toate centralele electrice să poată face schimbări rapide de sarcină. Această metodă are o limită: nu este posibil să se oprească mai multe centrale electrice decât cele care sunt în funcțiune. Din cauza acestei limite și pentru că oamenii nu au fost dispuși să gândească în perspectivă, 70 GW au fost citați ca obiectiv de expansiune pentru energia fotovoltaică în Germania timp de mulți ani. Nici măcar nu s-au gândit că energia regenerabilă trebuie să evolueze de la energie aleatorie la 24 de electricități. De ce? Bateriile cu litiu erau la acel moment prea scumpe pentru această sarcină și nu erau convinși că acest lucru s-ar putea schimba. Acest lucru se întâmpla în ciuda tuturor experiențelor cu scăderea prețurilor în industriile emergente. 24-electricity este o cooperare între energia regenerabilă și centralele calorice. Există o prognoză a vremii și a cererii: a doua zi împărțim producția pe 80% centrale regenerabile și 20% centrale calorice. În cazul în care există 10 centrale termice, doar 2 dintre ele funcționează cu cea mai mare eficiență. Toate producțiile diferite de energie fotovoltaică și eoliană din timpul zilei sunt aplatizate de baterii. Surpriză, cererea de schimbări rapide de sarcină la centralele electrice dispare. Bateriile fac posibilă o schimbare atât de lentă a sarcinii, încât chiar și cea mai lentă centrală electrică cu sarcină de bază poate să o urmeze. Să analizăm situația actuală a noilor centrale electrice care urmează să fie construite în Germania.

Centrale electrice cu schimbare rapidă a sarcinii vs. eficiență ridicată
Cine a ucis mașina electrică la începutul secolului XX? Bateria plumb-acid. Același lucru este valabil și pentru orice gând privind bateriile la scară de rețea din trecut.

10 % mai puțin CAPEX 10 % mai puțin gaze naturale de ars reprezintă deja o diferență uriașă pentru versiunea cu baterii cu eficiență optimizată. Dar, gândindu-se la trecut, ei continuă să vorbească despre centrale electrice cu schimbare rapidă a sarcinii.

Download: CORP paper PDF Slides PDF Video 189 MB

Rezumat
	Pentru a atinge obiectivele necesare de optimizare a costurilor, nu putem separa problema energiei de toate celelalte probleme: o altă problemă majoră este locuința.

Introducere
	Multe imaginații despre viitorul nostru au fost create în trecut cu parametri complet diferiți. Concluziile necontrolate din trecut pun în pericol viitorul nostru cu costuri insuportabile.

Experiența mea personală cu o tranziție a rentabilității
	Păsările pot zbura fără să cunoască toți termenii aerodinamicii. Am reacționat prin modificarea proiectului meu la o "tranziție a rentabilității" în curs de desfășurare, fără să cunosc termenul în acest moment.

Tranziția energetică
	Drumul lung de la electricitatea aleatorie produsă de soare și vânt către electricitatea 24×365. Tranzițiile de rentabilitate supravegheate trebuie să fie considerate accidente majore.

Randamentul solar și conversia în energie electrică 24×365
	Gama largă a randamentului solar devine mult mai largă după conversia randamentului brut în energie electrică 24×365. 6 exemple din cercetarea noastră a 50 de locații.

Principiul GEMINI: dubla utilizare a terenurilor
	Nici o centrală solară mai bună, nici o locuință mai bună posibilă pe același teren nu este ținta finală a principiului GEMINI.

Așezări de încărcare rapidă în afara rețelei
	Se poate începe cu ceva mic, undeva într-un sat, cu o singură casă GEMINI, cu o copertină fotovoltaică mare și încărcare de 100 kW DC.

Industria energo-intensivă
	Odată am dezvoltat o scară pentru posibilitățile solare în afara rețelei, în funcție de dimensiunea fotovoltaică. Dar acum este de a face un mare salt în sus pe această scară: funcționare, industria energo-intensivă.

Agricultura: De câți metri pătrați are nevoie un om pentru hrana sa?
	Omenirea a început ca vânători și culegători. În urmă cu 12.000 de ani, suprafața ocupată de un om era de la 500.000 m² la 2.500.000 m². Odată cu revoluția agricolă, utilizarea terenurilor a fost redusă cu 2 magnitudini.

Concluzie
	Toți parametrii sunt într-o continuă schimbare. Trebuie să verificăm toți parametrii și să prezicem dezvoltarea pentru viitorul previzibil.

Referințe
	Noutăți și declarații pe teme de actualitate legate de tranziția energetică, protecția climei și evoluția necesară spre prosperitatea globală.