Hybridisatie

De toekomst van energie begint hier – met de opslag ervan

De wereldwijde vraag naar energie groeit exponentieel en er zijn veel wegen die naar een oplossing leiden. De diversificatie van primaire energiebronnen neemt overal ter wereld snel toe. Naarmate de omschakeling van fossiele brandstoffen als olie en steenkool vordert, eerst op aardgas en kernenergie en vervolgens op hernieuwbare bronnen die afhankelijk zijn van de grillen van het weer, neemt ook de noodzaak toe om de kloof te overbruggen die ontstaat wanneer het aanbod van en de vraag naar energie niet met elkaar in evenwicht zijn.

Omdat het energieverbruik in 2035 naar verwachting met een derde toegenomen zal zijn, staan we voor de uitdaging om het aanbod op de vraag af te stemmen door gebruik te maken van onze beste technologieën op het gebied van opwekking, distributie en efficiëntie van het verbruik. De benodigde oplossingen zijn er al en de mogelijkheden om energie-efficiënte technologieën toe te passen, zijn legio: 63% van het energiebesparingspotentieel is te vinden in de industrie en gebouwen, en 90% van de gebouwen in de EU is niet gerenoveerd met het oog op energiezuinigheid. Tegelijkertijd staat vast dat het bbp jaarlijks met 1% stijgt als direct gevolg van de invoering van energie-efficiëntiemaatregelen.

"Met de opkomst van hernieuwbare energiebronnen in een groot deel van de wereld wordt inzicht in en het beheren van flexibiliteit een hoeksteen van energiemarkten."
Internationaal energieagentschap, 2017

In de Verenigde Staten zijn de energieverliezen in het elektriciteitstransmissie- en distributiesysteem sinds 1980 met meer dan 25% gedaald. Daarnaast wordt voorspeld dat het collectieve energieverbruik in 2050 40-60% lager zal zijn dan de huidige prognoses.

Om aan de snel toenemende vraag naar energie te voldoen, voeren de Zuidoost-Aziatische landen steeds vaker specifiek energierendementsbeleid en hebben ze een collectieve doelstelling geformuleerd om de energie-intensiteit tegen 2025 met 30% te verminderen ten opzichte van het niveau van 2005, naast de nationale doelstellingen in sommige landen.

In 2017 groeide de mondiale markt voor energieopslag al met ca. 47 procent ten opzichte van 2016, dat al een recordjaar was, in termen van ingezette nieuwe opslagcapaciteit. Dus ook de marktkrachten zorgen voor een versneld gebruik van bestaande oplossingen en de ontwikkeling van nieuwe technologieën.

Snelle decentralisatie, digitalisering en elektrificatie

Snelle decentralisatie, digitalisering en elektrificatie

De toenemende invloed van hernieuwbare energie betekent dat het energiesysteem zich snel ontwikkelt om decentralisatie mogelijk te maken. 

Decentralisatie: nu de opwekking van energie steeds vaker decentraal bij of dicht bij de locatie van de klant plaatsvindt, doen energieleveranciers hun uiterste best om de veranderingen in vraag en aanbod zo goed mogelijk te volgen. De essentiële technologieën om het evenwicht te bereiken, zijn gedistribueerde opslag, micronetten, vraagrespons en energie-efficiëntiemaatregelen. 

Tegelijkertijd komen er meer slimme systemen om het net in evenwicht te brengen en de lokaal opgewekte energie te koppelen aan het lokale verbruik, waardoor overschotten en tekorten worden opgevangen. Digitalisatie is onmisbaar om de groei van decentrale energiesystemen te bevorderen en open, realtime, geautomatiseerde communicatie mogelijk te maken. We zullen steeds vaker gebruikmaken van slimme meters, externe bediening en automatiseringssystemen. Naast de meter zullen optimalisatie- en aggregatieplatforms en slimme apparaten voor nog verdergaande koppelingen zorgen.

Een snellere elektrificatie van veel toepassingen die van oudsher koolwaterstoffen als brandstof gebruiken, is cruciaal voor de langetermijndoelen op het gebied van koolstof en zal een relevante decentrale energiebron vormen. We zullen steeds meer overgaan op elektrische voertuigen, slim laden en warmtepompen, die uitermate geschikt zijn voor lokaal opgewekte energie.

Verstoring van het elektriciteitssysteem

Verstoring van het elektriciteitssysteem

De drie nieuwe trends – decentralisatie, digitalisering en elektrificatie – kunnen het conventionele elektriciteitssysteem wel eens volledig omver gaan werpen, en versterken elkaar onderling. De kans op een omwenteling wordt verder vergroot door exponentieel dalende energiekosten, innovatieve bedrijfsmodellen en onvolledige benutting van het elektriciteitsnet.

Hybride oplossingen bieden de flexibiliteit die we nodig hebben

Hybride oplossingen bieden de flexibiliteit die we nodig hebben

Hybridisatie in de vorm van energieopslag is een van de toonaangevende recente technologieën en wordt in snel tempo een megatrend. Energieopslag biedt flexibele manieren om vraag en aanbod op elkaar af te stemmen door de tijd tussen de opwekking en het verbruik van energie te overbruggen, piekbelastingen af te vlakken en stroomuitval op te vangen.

Met behulp van de nieuwste technologieën zullen klanten in het toekomstige energiesysteem elektriciteit produceren, verbruiken, opslaan en verkopen.

Produceren, verbruiken, opslaan en verkopen

Produceren, verbruiken, opslaan en verkopen

Voor de klanten in het toekomstige energiesysteem biedt energieopslag een antwoord op de uitdagingen van onvoorspelbaarheid, zoals de weersomstandigheden (met name voor hernieuwbare energiebronnen) en de behoeften van industriële afnemers (met de bijbehorende wisselende pieken in de vraag). In dat geval kan hybridisatie een belangrijke rol spelen.

Hybridisatie in vogelvlucht

Hybridisatie in vogelvlucht

Volgens een eenvoudige, ruime definitie is er sprake van hybridisatie wanneer in een systeem meerdere energiebronnen samenwerken om een taak uit te voeren. De bekendste hedendaagse vorm van hybridisatie bestaat waarschijnlijk uit de hybride voertuigen waarbij een conventioneel intern aandrijfsysteem met verbrandingsmotor wordt gecombineerd met een elektrisch aandrijfsysteem, waardoor een 'hybride' aandrijving ontstaat. In dit geval biedt hybridisatie de volgende voordelen: brandstofbesparing, betere prestaties en lagere emissies. 

Hybride oplossingen worden hoofdzakelijk om de volgende redenen toegepast: 

  • Kapitaaluitgaven (CAPEX) verminderen of uitstellen 
  • Overdimensionering van een systeem voorkomen 
  • Investeringen in de infrastructuur uitstellen 
  • Lokale energieproductie ondersteunen 
  • Instabiliteit van de energie voorkomen 
  • Het toepassen van hernieuwbare energiebronnen in de netinfrastructuur bevorderen 

Bij een overschot kan het hybride systeem ervoor zorgen dat energie wordt opgeslagen. Wanneer de vraag hoog is, kan het opslagmedium worden aangesproken en als aanvullende energiebron dienen;

  • De bedrijfskosten (OPEX) verlagen 
  • Het systeemrendement verbeteren 
  • De beschikbaarheid van het systeem verbeteren 

Hybride systemen maken het mogelijk om het systeemrendement te verhogen en stroomonderbrekingen door problemen met de netkwaliteit te voorkomen;

  • Stilstand van het systeem verminderen door het systeem minder gevoelig te maken voor problemen met de kwaliteit van de netspanning
Belangrijkste voordelen van energieopslag

Belangrijkste voordelen van energieopslag

Naar verwachting zal de hybridisatie van systemen in tal van bedrijfstakken op het vasteland en op zee aanzienlijk toenemen, met name als gevolg van de dalende prijzen van batterijen en de toenemende energiedichtheid.

Om hybridisatie in uw activiteiten toe te passen, kan Danfoss Drives u helpen bij het introduceren van een methode om energie op te slaan in een systeem. We bieden persoonlijke ondersteuning en andere hulpmiddelen om u meer inzicht te geven in hybridisatie waar dat relevant is binnen uw eigen toepassingen. U kunt bijvoorbeeld deelnemen aan onze webinars.

Non-stopverbinding met het centrum van Amsterdam

Non-stopverbinding met het centrum van Amsterdam

Een opmerkelijk project voor nieuw gebouwde veerboten in Amsterdam met elektrische voortstuwing op basis van batterijen en generatoren. Danfoss Drives heeft het project ondersteund tijdens het ontwerp, de tests en met producten.

Oplossingen van Danfoss Drives voor energieopslag

Oplossingen van Danfoss Drives voor energieopslag

Energieopslag wordt vaak gezien als randvoorwaarde om hernieuwbare energie te kunnen integreren in de energieopwekking. Danfoss breidt de mogelijkheden op het gebied van energieopslag uit en werkt aan oplossingen die mede gericht zijn op de optimalisatie van het energieverbruik. Door machines en processen uit te rusten met systemen voor energieopslag, is het mogelijk de energiekwaliteit aanzienlijk te verbeteren en de prestaties en het totale rendement naar een hoger plan te tillen.

In het energiesysteem van de toekomst kan het net meer functies gaan vervullen en worden er allerlei technologieën geïntegreerd. Danfoss Drives biedt producten, ontwerpdiensten en testoplossingen voor energieopslag in uiteenlopende hybridisatietoepassingen, bijvoorbeeld afvlakking van piekbelasting, black-start-voorziening, backupenergie en verschuiving van de energieproductie/-consumptie, in uiteenlopende sectoren:

Integratie van hernieuwbare energiebronnen

  • Prognose van energieproductie
  • Peak shaving
  • Verschuiving van energieproductie

Stabiliteit van het elektriciteitsnet – nevendiensten

  • Frequentieregeling/massatraagheidsemulatie
  • Reservecapaciteit
  • Overbelastbaarheid/boosting
  • Snel starten/reageren

Micronetten

  • Piekvermogencompensatie op het niveau van onderstations
  • Reservecapaciteit in geval van storingen

Rendement

  • Optimalisatie van energieproductie met behulp van diesel- en aardgasgeneratoren
  • Optimalisatie van energieverbruik in de maritieme sector
  • Schone energie in havens

Milieu

  • Schone energie in havens
  • Verschuiving van energieproductie, integratie van hernieuwbare energiebronnen

Beschikbaarheid van elektriciteit

  • Ononderbroken energievoorziening voor telecommunicatie, luchthavens en ziekenhuizen

Civiele techniek en mijnbouw

  • Lokale energieproductie, doorgaans met dieselaggregaten, bedrijfsoptimalisatie met batterijen 
  • Hybridisatie van machines 

Frequentieregelaars voor hybridisatie

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

    Maximaliseert de energieopbrengst in hybride oplossingen en helpt de prestaties te verbeteren door energieondersteuning dicht bij het verbruikspunt te brengen.

  • VACON® NXP Grid Converter
    VACON® NXP Grid Converter

    Lucht- en watergekoelde frequentieregelaars die speciaal ontworpen zijn voor energieopslag en maritieme energiebeheertoepassingen.