Um Innovationen bei erneuerbaren Energien zu nutzen, machen Sie das Netz flexibler

Der letzte Tag im April dieses Jahres war ein typischer Frühlingstag in Kalifornien. Die Sonne schien, der Wind wehte und das Schmelzwasser des Frühlings floss. Mit idealen Bedingungen für Solar-, Wind- und Wasserkraft gelang dem Bundesland ein beachtliches Energie-Premium: Rund eine Stunde lang wurden erneuerbare Energien bereitgestellt 100 % des kalifornischen Stroms und ein verlockender Blick in eine Netto-Null-Zukunft.

So bedeutsam dieser Meilenstein auch war, der Staat hat noch einen langen Weg vor sich, bevor er über genügend Kapazität verfügt, um sein Netz kontinuierlich ohne COXNUMX zu versorgen. Es tauchen ständig neue Quellen für erneuerbare Energie auf Sonnenschindeln zu Solarparks, und schließlich vielleicht sogar Solarstraßen. Damit diese Photovoltaik-Innovationen die größte Wirkung erzielen – Licht in emissionsfreien Strom umwandeln – müssen wir ein Netz aufbauen, das eine zuverlässige, konstante Stromversorgung gewährleisten kann, da es diese Technologien integriert.

„Wir brauchen ständig neue Quellen erneuerbarer Energie, aber die Gewährleistung der Netzzuverlässigkeit ist entscheidend, um ihr Versprechen zu nutzen. Diese Spannung zwischen Innovation und Zuverlässigkeit ist die grundlegende Herausforderung der Kohlenstoffwende.“ – Takajiro Ishikawa, Präsident und CEO von Mitsubishi Heavy Industries America

Ein flexibleres Raster

Die Einspeisung von mehr Wind- und Solarenergie in das Netz ist für den Übergang weg von Kohlenstoff unerlässlich. Da diese Quellen jedoch nicht konstant sind – Sonne und Wind sind von Natur aus intermittierend – wird es unweigerlich Zeiten geben, in denen die Solar- und Winderzeugung hinter der Nachfrage zurückbleibt. Diese Schwankungen verkomplizieren die Stromversorgung in einem Netz, das die erzeugte Energie sekundenweise ohne Unterbrechung mit der verbrauchten Energie ausgleichen muss.

Wie Takajiro Ishikawa, President und CEO von Mitsubishi Heavy Industries America, bemerkt: „Wir brauchen neue Quellen für erneuerbare Energien, um kontinuierlich aufzutauchen, aber die Gewährleistung der Netzzuverlässigkeit ist entscheidend, um ihr Versprechen zu nutzen. Diese Spannung zwischen Innovation und Zuverlässigkeit ist die grundlegende Herausforderung der Kohlenstoffwende.“

Wenn die Nachfrage nach Strom steigt, müssen Energieunternehmen in der Lage sein, das Angebot unverzüglich zu erhöhen; Die Alternative sind Brownouts und Blackouts. In der Praxis müssen Energieversorger Kapazitäten vorhalten, um mehr Strom zu produzieren, als zu einem bestimmten Zeitpunkt verbraucht wird. Sie müssen diese Kapazität jedoch strategisch und flexibel anheizen, denn wenn die Produktion die Nachfrage übersteigt, müssen Energieunternehmen die überschüssige Last abwerfen, um das Netz stabil zu halten. An dem Tag im April beispielsweise, als Kalifornien 100 % des benötigten Stroms aus erneuerbaren Quellen lieferte, verkaufte der Staat überschüssige Elektronen an andere Stromversorger.

Je mehr erneuerbare Energien ins Netz eingespeist werden, desto größer wird das Risiko von Unterbrechungen und desto dringender ist es, Lasten schnell und nahtlos auszugleichen. Diese Entwicklung des Netzes stellt die Hersteller vor eine Herausforderung. Ein Großteil der bestehenden Stromerzeugungsinfrastruktur erfordert zu viel Anlaufzeit, um schnell bereitgestellt zu werden.

„Das Gleichgewicht zwischen reduzierten Emissionen und Zuverlässigkeit ist der Schlüssel zur Förderung des Wohlstands, während das Netz für eine saubere Energiezukunft neu erfunden wird.“ – Raul Pereda, Präsident und CEO von Mitsubishi Power Aero

Eine Lösung sind aero-derivative Gasturbinen. Sie können Strom nach Bedarf mit kurzer Anlaufzeit und der Flexibilität für eine schnelle Auf- und Abwärtsskalierung erzeugen, was dazu beiträgt, das Angebot kontinuierlich an die Nachfrage anzupassen. Dies ermöglicht es Netzbetreibern, mehr erneuerbare Energien in ihre Netze aufzunehmen, ohne die Zuverlässigkeit zu beeinträchtigen. Diese Spitzenkraftwerke sind bei Bedarf bereit, schnell hochzufahren und Lücken zwischen der Nachfrage und der Produktion aus anderen Quellen zu schließen. Darüber hinaus können diese Turbinen mit einer wachsenden Auswahl an Brennstoffen wie Erdgas, LNG, Propan und bald einem Wasserstoff-Erdgas-Gemisch betrieben werden, wodurch sie sich zu kohlenstoffarmen und kohlenstofffreien Lösungen entwickeln können.

„Das Gleichgewicht zwischen reduzierten Emissionen und Zuverlässigkeit ist der Schlüssel zur Förderung des Wohlstands, während das Netz für eine saubere Energiezukunft neu erfunden wird“, sagt Raul Pereda, Präsident und CEO von Mitsubishi Power Aero, einem führenden Anbieter von globalen Energielösungen, die von aero-derivativen Gasturbinen angetrieben werden.

Auf der Suche nach Gewinnen

Ein zunehmend flexibles Netz wird Möglichkeiten eröffnen, um aus dem heutigen Innovationsreichtum bei erneuerbaren Energien Kapital zu schlagen. Zum Beispiel, Projekt-Nexus, das diesen Herbst den Grundstein legt, wird den Konzeptnachweis für den Betrieb von Sonnenkollektoren über den Kanälen erbringen, die Wasser durch ganz Kalifornien bewegen.

Es ist das erste Projekt dieser Art in den Vereinigten Staaten, aber das Konzept hat im heißen, trockenen Klima des ländlichen Indien an Dynamik gewonnen. Ein kürzlich Studie fanden heraus, dass die Installation von Sonnenkollektoren über Kaliforniens 4,000 Meilen von Kanälen jedes Jahr die Verdunstung von 63 Milliarden Gallonen Wasser verhindern und gleichzeitig 13 Gigawatt Strom liefern könnte – etwa die Hälfte dessen, was der Staat benötigt, um seine Ziele für erneuerbare Energien zu erreichen.

Agrivoltaische Lösungen, die Solaranlagen auf Ackerland errichten, bieten ähnliche Win-Win-Szenarien. Die Paneele bieten ein gutes Mikroklima für schattenliebende Pflanzen sowie Futter für Schafe, die wiederum Gras und Unkraut beschnitten halten, ohne dass fossile Brennstoffe verbrannt werden müssen.

Die Energiewende verlangt viele solcher Lösungen. In unserer zunehmend elektrifizierten Welt müssen sie zusammenarbeiten, um rund um die Uhr sauberen und zuverlässigen Strom zu liefern. Um Kaliforniens 30. April zu machen^th Meilenstein eine alltägliche Realität, müssen wir mit Kreativität, Dringlichkeit und Voraussicht handeln, um den Energiebedarf von heute zu decken und gleichzeitig das flexible, widerstandsfähige Energiesystem von morgen aufzubauen.

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