Hybridisering

Fremtiden for energi er nå – den handler om lagring

Verdens energibehov vokser eksponentielt, og løsningene for å dekke det er mange. Verdens primære energikilder diversifiseres jevnt og trutt, og ganske raskt. I forbindelse med overgangen fra fossilt brensel som olje og kull, via naturgass og kjernekraft og videre mot fornybare ressurser som er uavhengige av skiftende værforhold, er det et økende behov for å dekke behovet når energiforsyningen ikke samsvarer med etterspørselen.

Energiforbruket forventes å øke med én tredjedel innen 2035, og vi står overfor en utfordring i å tilpasse forsyningen til behovet ved hjelp av de beste tilgjengelige teknologiene innen produksjon, distribusjon og effektivt forbruk. Løsningene vi trenger finnes i dag, og det er et enormt potensial for implementering av energieffektiv teknologi: 63 % av potensialet for energisparing finnes i industrien, og 90 % av bygningene i EU er ikke renovert med tanke på energieffektivitet. Samtidig er det dokumentert at BNP øker med 1 % årlig som et direkte resultat av at det innføres tiltak for energieffektivisering.

«Med økningen i fornybare ressurser i store deler av verden, blir kunnskap om og styring av fleksibilitet en hjørnestein i energimarkedene.»
International Energy Agency, 2017

I USA er energitapet i strømforsynings- og distribusjonssystemet redusert med mer enn 25 % siden 1980. Og reduksjon i det samlede energiforbruket på 40-60% i forhold til gjeldende prognoser forventes innen 2050.

For å takle raskt stigende energietterspørsel iverksetter sørøstasiatiske land stadig flere energieffektiviseringstiltak og har blitt enige om et kollektivt effektivitetsmål for å redusere energiintensiteten med 30% innen 2025 sammenlignet med 2005 nivå, i tillegg til nasjonale mål i noen land.

I 2017 er det globale markedet for energilagring forventet å øke med 47% fra rekordåret 2016 med tanke på ny lagringskapasitet. Markedskreftene driver altså frem stadig raskere bruk av eksisterende løsninger i tillegg til utvikling av ny teknologi.

Rask desentralisering, digitalisering og elektrifisering

Rask desentralisering, digitalisering og elektrifisering

Den økende virkningen av fornybare ressurser betyr at energisystemet utvikler seg raskt for å tilrettelegge for desentralisering. 

Desentralisering: Etter hvert som energien produseres desentralt eller nær kundene, arbeider energileverandørene for å dekke stadige endringer i tilbud og etterspørsel best mulig. Viktige teknologier for å oppnå denne balansen er distribuert lagring, mikronett, behovsrespons og energieffektiviserende tiltak. 

Samtidig utvikles det smarte systemer for å balansere strømnettet og koble lokal kraftproduksjon til lokalt forbruk, slik at overskudd og underskudd jevnes ut. Digitalisering er en viktig tilrettelegger for vekst av desentraliserte energisystemer ved at det muliggjør åpen, automatisert kommunikasjon i sanntid. Vi kommer til å ta i bruk stadig flere smarte målere, fjernstyringer og automasjonssystemer. I tillegg til måleren kommer optimerings- og aggregeringsplattformer samt smarte apparater og enheter til å gjøre oss enda mer tilkoblet.

Raskere elektrifisering innen mange bruksområder som tradisjonelt har vært drevet av hydrokarboner er avgjørende for de langsiktige karbonmålene, og kommer til å bli en relevant distribuert ressurs. Vi kommer i økende grad til å gå over til elektriske kjøretøy, smart lading og varmepumper, som i sin tur tilrettelegger for lokalt produsert strøm.

Oppdeling av elektrisitetssystemet

Oppdeling av elektrisitetssystemet

De tre trendene desentralisering, digitalisering og elektrifisering har potensial til å dele opp det konvensjonelle elektrisitetssystemet, og de forsterker hverandre i en god sirkel. Potensialet for oppdeling drives ytterligere fremover av eksponentiell reduksjon av energikostnadene, innovative forretningsmodeller og lav utnyttelsesgrad for strømnettet.

Hybridløsninger leverer fleksibiliteten vi trenger

Hybridløsninger leverer fleksibiliteten vi trenger

Hybridisering i form av energilagring er en av de ledende nye teknologiene, og er raskt i ferd med å bli en megatrend. Energilagring gir oss fleksible metoder for å balansere tilbud og etterspørsel ved å dekke avstanden mellom energiproduksjon og forbruk, samt ved lastutjevning og dekning ved strømbrudd.

Ved å bruke teknologi og tjenester i mottaksenden av strømnettet, kan fremtidens kunder produsere, forbruke, lagre og selge elektrisitet.

Produsere, forbruke, lagre og selge

Produsere, forbruke, lagre og selge

For fremtidens kunder i energisystemet vil energilagring løse utfordringene ved uforutsigbarhet, for eksempel på grunn av været (i tillegg til fornybare kraftkilder), samt behovet til industrikunder (som har svært varierende energibehov). Det er her hybridisering kommer inn i bildet.

Hybridisering kort forklart

Hybridisering kort forklart

En enkel og bred definisjon av hybridisering er alle systemer med to eller flere energikilder som fungerer sammen for å utføre en oppgave. Det mest velkjente eksempelet på hybridisering i dag er kanskje hybridbiler, der en tradisjonell intern forbrenningsmotor er kombinert med et elektrisk fremdriftssystem i et "hybrid"-drivverk. Fordelene med hybridisering i dette tilfellet er lavere drivstofforbruk, bedre ytelse og lavere utslipp. 

Hybridløsninger tas hovedsakelig i bruk av minst én av disse årsakene: 
For å

  • Redusere eller utsette kapitalutgifter (CAPEX) 
  • Unngå overdimensjonering av et system 
  • Utsette investeringer i infrastruktur 
  • Bidra til lokalisert energiproduksjon 
  • Forebygge ustabil energiforsyning 
  • Bidra til at fornybare ressurser innlemmes i nettinfrastrukturen 

I situasjoner med overforsyning kan hybridsystemet lagre energien. Når behovet er høyt, kan lagringsmediet brukes som en ekstra energikilde,

  • Redusere driftsutgiftene (OPEX) 
  • Forbedre systemeffektiviteten 
  • Øke systemtilgjengeligheten 

Hybridsystemer kan øke systemeffektiviteten og hindre strømbrudd som følge av problemer med strømnettet,

  • Redusere nedetid i systemet ved å øke robustheten i tilfelle problemer med strømkvaliteten
Hovedfordeler med energilagring

Hovedfordeler med energilagring

Hybridiseringen av systemer forventes å øke vesentlig i en lang rekke land- og sjøbaserte bransjer og kommersielle sektorer, spesielt som følge av batterier med lavere pris og høyere energitetthet.

Danfoss Drives kan bistå med å implementere hybridisering i din virksomhet ved å ta i bruk energilagring i et system. Vi tilbyr personlig støtte og andre ressurser for å bidra til å øke kunnskapen om hybridisering der det er relevant for dine bruksområder. Du er for eksempel velkommen til å delta i våre nettseminarer.

Kontinuerlig tilkobling i Amsterdam

Kontinuerlig tilkobling i Amsterdam

Et nevneverdig prosjekt for nybygde ferger i Amsterdam med hybrid el/batteri-fremdrift. Danfoss Drives deltok i prosjektet med teknisk konstruksjon, testing og produkter.

Danfoss Drives energilagringsløsninger

Danfoss Drives energilagringsløsninger

Energilagring beskrives ofte som en nøkkelkomponent for å integrere fornybar energi i kraftproduksjonen. Danfoss utvider omfanget av energilagring og utvikler løsninger som også fokuserer på optimering av energiforbruket. Ved å utstyre både maskiner og hele prosesser med energilagringssystemer, er det mulig å forbedre strømkvaliteten vesentlig, samt å oppgradere ytelsen og den totale effektiviteten.

Fremtidens energisystem vil gi strømnettet mange nye roller og omfatte mange kundeteknologier. Danfoss Drives tilbyr produkter, konstruksjon og testing av løsninger for energilagring i ulike hybridiseringsprosjekter, for eksempel lastutjevning, black-start-mulighet, reserveenergi og tidsforskyvning i en rekke industrier:

Integrering av fornybare energikilder

  • Utarbeiding av prognoser for energiproduksjon
  • Peak shaving
  • Tidsforskyvning av produksjon

Nettstabilitet – hjelpetjenester

  • Frekvensregulering/rotasjonsemulering
  • Rotasjonsreserver
  • Overlastmulighet/boosting
  • Hurtigstart/-reaksjon

μNet

  • Kompensering for forbrukstopper på sekundærnivå
  • Reservestrøm i situasjoner med strømbrudd

Effektivitet

  • Optimering av energiproduksjon i samarbeid med diesel- og LNG generatorer
  • Forbruksoptimering av last i maritime miljøer
  • Ren energi i havner

Økologi

  • Ren energi i havner
  • Tidsforskyvning, integrering av fornybare kraftkilder

Strømtilgjengelighet

  • Uavbrutt strømforsyning til telekommunikasjon, flyplasser og sykehus

Bygg, anlegg og gruvedrift

  • Lokal energiproduksjon, typisk dieselgeneratorsett, driftsoptimering med batterier 
  • Hybridisering av maskiner 

Drives produkter for hybridisering

  • VACON® NXP Grid Converter
    VACON® NXP Grid Converter

    Luft- og væskekjølte frekvensomformere designet for for energilagring og energihåndtering av applikasjoner til marineenergi.

  • VACON® NXP DC/DC Converter
    VACON® NXP DC/DC Converter

    Gir maksimal energiutnyttelse i hybridløsninger og forbedrer yteevnen ved å bringe nytteeffekten tett på forbruket.