Hybridkraftwerke sind kein Allheilmittel gegen Netzengpässe

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Hybridkraftwerke, die Solar- oder Windenergie mit Energiespeicherung kombinieren, die Überlastung in Gebieten mit großen Mengen variabler erneuerbarer Energieressourcen nur unter bestimmten Umständen reduzieren, abhängig von der Anlagenkonfiguration, dem Betrieb und der Technologie.

Die Untersuchung des Lawrence Berkeley National Laboratory ergab, dass die Auswirkungen eines Hybridkraftwerks auf die Überlastung nicht nur von seinem genauen Standort abhängen, sondern auch davon, wie der Betrieb eines Kraftwerks durch Beschränkungen des Batteriezyklus eingeschränkt wird.

Es wurde außerdem festgestellt, dass die Fähigkeit, die Batterie über das Netz aufzuladen (nicht nur über Solar- oder Windgeneratoren vor Ort), ein wichtiger Faktor für die Fähigkeit einer Hybridanlage ist, Netzüberlastungen zu reduzieren.

Die Entwicklung neuer Wind- und Solaranlagen habe die Entwicklung neuer Übertragungsanlagen übertroffen, heißt es in dem Bericht. Die Übertragung ist wichtig, weil sie es Lastzentren ermöglicht, auf Strom zuzugreifen, der aus kostengünstigen Quellen in anderen Gebieten erzeugt wird. Wenn die Übertragungsgrenzen erreicht sind, kommt es zu einer Überlastung, die dazu führen kann, dass kostengünstige Wind- und Solarressourcen nicht vollständig genutzt werden, wodurch ihr Marktwert eingeschränkt wird.

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Energiespeicher, die oft schneller aufgebaut werden können als neue Übertragungen, können dazu beitragen, Übertragungsengpässe zu verringern, indem sie sowohl die Erzeugung als auch die Last im Laufe der Zeit verlagern. An Standorten mit einer hohen Konzentration an Wind- oder Solarkraftwerken (Variable Renewable Energy Rich Areas oder VRE-reiche Gebiete) nimmt die Entwicklung hybrider Solar+Batterie- und Wind+Batteriekraftwerke zu, teilweise motiviert durch den Wunsch, den Verkauf von Energie zu vermeiden zu Zeiten mit hohem Andrang und niedrigen Preisen.

In dem Bericht heißt es, dass in sonnenreichen und windreichen Gebieten neue Hybridfahrzeuge, die über das Netz laden und ihre Batterie häufig wechseln können, in der Regel die Überlastung verringern, wenngleich der Effekt gering ist.

Neue Hybride in anderen Konfigurationen (z. B. mit einer konservativeren Zyklusanforderung, bei der nur Gebühren aus dem gekoppelten erneuerbaren Generator resultieren) erhöhen die Überlastung, so die Studie. Allerdings führen diese Ressourcen zu einer geringeren Überlastung als beim Bau einer eigenständigen Solar- oder Windkraftanlage. Dieser letzte Punkt weist darauf hin, so der Forscher, dass der Einbau von Batterien in eine bestehende eigenständige Wind- oder Solaranlage „fast immer die Überlastung reduzieren wird“.

Die Studie konzentrierte sich auf 23 Standorte im US-Großstromnetz, an denen es heute zu erheblichen Engpässen kommt und die bereits über eine eigenständige Solar- oder Windkraftanlage verfügen. Die Standorte wurden als Beispiele für Bedingungen ausgewählt, die in Systemen mit einer hohen VRE-Durchdringung allgemein auftreten können.

Die Studienergebnisse wurden in der Zeitschrift Advances in Applied Energy veröffentlicht. Die Studie ergab, dass häufigere Radwechsel und kostengünstigere Batterien dazu beitragen können, die staubedingten Auswirkungen von Hybridanlagen zu reduzieren. Es unterstreicht auch die Notwendigkeit, ausgefeiltere Kosten-Nutzen-Kompromisse zwischen den Kosten für die Verschlechterung der Batterie verschiedener Arten des Radfahrens und den damit verbundenen Arbitragemöglichkeiten zu entwickeln.

Und die Forschung deutet auf einen möglichen Zusammenhang zwischen Batteriegarantierichtlinien und Netzengpässen hin. Es wurde darauf hingewiesen, dass Änderungen an den Herstellergarantien dazu beitragen könnten, die Überlastung leicht zu reduzieren.

In der Studie heißt es, dass die Vorteile der Netzentgelte für Hybridanlagen bei der Reduzierung von Überlastungen auf die Bedeutung von Anlagendesignentscheidungen hinweisen, die diese Fähigkeit bieten, und auch auf die Rolle der Flexibilität in Anreizprogrammen. Das Inflation Reduction Act bietet beispielsweise Anreize für Hybridfahrzeuge, die am Netz laden, und ermöglicht es diesen Hybridfahrzeugen, Staus leichter zu reduzieren. Im Gegensatz dazu konzentrierten sich frühere Anreizprogramme auf Hybridfahrzeuge mit Speicher, die nur über den angeschlossenen Solar- oder Windgenerator aufgeladen wurden.

Die Studie berücksichtigt auch, wie sich der Übertragungsausbau finanziell auf Projekte in überlasteten Regionen auswirken könnte. Dabei wurde festgestellt, dass Windkraftanlagen in VRE-reichen Gebieten ähnlich große Umsatzchancen durch den lokalen Übertragungsausbau und die Hybridisierung durch die Hinzufügung von Batteriespeichern sehen. Auch Solaranlagen profitieren vom Übertragungsausbau, allerdings ist der Nutzen sowohl im Vergleich zu Windkraftanlagen als auch im Vergleich zur Speichererweiterung gering.

Ursprünglich veröffentlicht auf erneuerbarenergyworld.com