Nachricht

May 16, 2023

Sechs Fragen zu long

Um mehr über Langzeitspeicherung zu erfahren, wenden Sie sich an John Meier, Direktor von ClimateBright

Um mehr über Langzeitspeicherung zu erfahren, beantwortet John Meier, Direktor von ClimateBright Babcock & Wilcox, sechs Fragen.

Ursprünglich veröffentlicht von einem Gastautor bei Power Engineering International.

Babcock & Wilcox (B&W) engagiert sich aktiv für die Weiterentwicklung langfristiger sauberer Energiespeichertechnologien sowohl für den sofortigen Einsatz als auch für Langzeitsysteme mit einer Laufzeit von bis zu 100 Stunden. B&W ist Teil des Teams „Duration Addition to Electricity Storage“ (DAYS) Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) des National Renewable Energy Laboratory (NREL) des US-Energieministeriums.

Dieses Projekt konzentriert sich auf die Entwicklung eines innovativen elektrischen Partikelheizers und eines Druckwirbelschichtwärmetauschers – eines langfristigen thermischen Energiespeichersystems, das Energie bis zu 100 Stunden speichert, sowie anderer Technologien, die es Stromerzeugern ermöglichen, Sonnen- oder Windenergie zu speichern und kontinuierlich zu erzeugen , zuverlässige Stromversorgung im Netzmaßstab. Die bewährte und etablierte Druckwirbelschichtkesseltechnologie von B&W ist eine ideale Wahl, um diese Technologie in den kommerziellen Betrieb zu bringen.

Um mehr über Langzeitspeicherung zu erfahren, beantwortet John Meier, Direktor von ClimateBright Babcock & Wilcox, sechs Fragen.

JM: Wir benötigen eine langfristige Energiespeicherung, da erneuerbare Energien einen immer größeren Teil des Energiemixes ausmachen und erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie nicht immer für die Stromerzeugung zur Verfügung stehen. Energiespeicher werden benötigt, um diese Lücken zu schließen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht, um den Verbrauchern ein zuverlässiges und belastbares Stromnetz zu bieten.

JM: Unter thermischer Energiespeicherung versteht man den Prozess der Speicherung erneuerbarer Energie in einem Hochtemperaturmaterial wie Sand, Keramik oder geschmolzenem Salz. Sand wird im Langzeitenergiespeicherprojekt NREL DAYS verwendet. Sand ist ein ideales, reichlich vorhandenes, kostengünstiges Material, da er über einen großen Temperaturbereich chemisch stabil ist. Die im Sand enthaltene Wärmeenergie kann später wieder in Strom oder Dampf umgewandelt werden.

Unser aktuelles Design umfasst den unter Druck stehenden Wirbelschichtwärmetauscher von B&W und wird in der Lage sein, bis zu 135 Megawatt Strom für bis zu 100 Stunden (vier Tage) aus gespeicherter sauberer thermischer Energie ohne CO2-Emissionen zu erzeugen. Durch die Erleichterung der langfristigen Speicherung von CO2-freier, erneuerbarer Energie ermöglicht diese Technologie Stromerzeugern, rund um die Uhr Strom ins Netz einzuspeisen, auch in Zeiten hoher Nachfrage oder wenn die Solar- oder Winderzeugung nicht optimal ist.

JM:Was die Verfügbarkeit betrifft, Sand ist reichlich vorhanden, preiswert und umweltfreundlich. Sand ist auch ein großartiger Energiespeicher. Stellen Sie sich vor, Sie gehen an einem heißen Tag über einen Sandstrand. Wenn Sie barfuß gehen, können Sie die Wärme der im Sand gespeicherten Energie deutlich spüren. Und der Sand wird diese Energie über einen sehr langen Zeitraum speichern.

JM: Eine Sandbatterie, wie diese Energiespeichersysteme manchmal genannt werden, nutzt Strom, um Sand über Heizelemente zu erhitzen. Die Heizelemente sind so angeordnet, dass der Sand hindurchfließen kann, mit den Elementen in Kontakt kommt und ihn auf bis zu 1200 °C erhitzt.

Der erhitzte Sand wird in einem isolierten Silo gelagert. Wenn wir die Energie zurückgewinnen müssen, wird der Sand aus dem Silo in den unter Druck stehenden Wirbelschichtwärmetauscher von B&W transportiert. Hierbei handelt es sich um einen Direktkontakt-Wärmetauscher, der Luft durch den Sand bläst, wodurch dieser sich wie eine Flüssigkeit verhält. Die durch den Sand strömende Luft nimmt die Wärme des Sandes auf. Die unter Druck stehende und heiße Luft wird dann verwendet, um eine Gasturbine zur Stromerzeugung anzutreiben.

JM: Der Sand kann mehr als 100 Stunden gelagert und verwendet werden. Da Sand kostengünstig ist, ist die Erweiterung der Wärmespeicherkapazität zunehmend kostengünstiger. Wärmeenergiesysteme wie diese können eine elektrische Leistung von 10 bis 100 Megawatt liefern.

JM: Der größte Vorteil der thermischen Energiespeicherung ist ihre Dauer. Die aktuellen Spitzenbatterietechnologien wie Lithium-Ionen oder Zink liefern Energie für 4 Stunden – wer 8 Stunden will, braucht zwei davon zum doppelten Preis. Die thermische Energiespeicherung kann Hunderte von Stunden lang Energie für die Stromerzeugung bereitstellen, wobei nur die zusätzlichen Kosten für Sand anfallen, um die Dauer der Speicherkapazität zu verlängern.

Über John Meier

John Meier ist Direktor von ClimateBright bei Babcock & Wilcox, einem führenden Anbieter von Energie- und Umweltprodukten und -dienstleistungen für Energie- und Industriemärkte weltweit.

Meier startete Anfang 2022 bei B&W und unterstützt derzeit die kommerzielle Weiterentwicklung von ClimateBright, B&Ws umfassendem Angebot an Produkten und Dienstleistungen zur Kohlenstoffabscheidung, Wasserstoff und anderen Dekarbonisierungsprodukten, die Versorgungsunternehmen und Industrie dabei unterstützen sollen, Treibhausgasemissionen und den Klimawandel energisch zu bekämpfen und gleichzeitig saubere Energie zu produzieren.

Meier verfügt über mehr als 18 Jahre Erfahrung in der Kontrolle der Emissionen von Kohlekraftwerken und ist ein Fachexperte auf dem Gebiet der Reduzierung von Quecksilberemissionen mit mehreren US-Patenten und zahlreichen Veröffentlichungen auf diesem Gebiet. Derzeit ist Meier dafür verantwortlich, Kunden in ganz Europa und im asiatisch-pazifischen Raum bei der Entwicklung ihres Dekarbonisierungspfads zu unterstützen, sei es durch Kraftstoffwechsel, Kohlenstoffabscheidungstechnologien oder die Produktion kohlenstoffarmer Kraftstoffe mit B&W-Technologien. Obwohl John ursprünglich aus den USA stammt, lebt und arbeitet er derzeit in Berlin, Deutschland.

John Meier wird am 30. November 2022 um 14:30 Uhr den Vortrag „Long Duration Energy Storage: Opportunities and Challenges for Scale-up“ bei Enlit Europe halten