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A 2015 Studie Die Professoren Eric Hittinger vom Rochester Institute of Technology und Inês Azevedo von der Carnegie Mellon University fanden heraus, dass US-Netzbatterien insgesamt wahrscheinlicher sind eher zunehmen als abnehmen Emissionen im Energiesektor. Das ist, weil Gitterbatterien Laden, wenn der Strom günstig ist, und Entladen, wenn er teuer ist, aber hohe und niedrige Strompreise korrelieren nicht unbedingt mit hohen und niedrigen CO2-Emissionen. Überschüssiger Solarstrom zur Mittagszeit kann günstig sein, aber das gilt auch für Kohlestrom, der mitten in der Nacht erzeugt wird, wenn die Nachfrage gering ist.

Das ist ein Problem für Unternehmen wie Google und Amazon, die sich verpflichtet haben, die CO2-Intensität ihrer Geschäftstätigkeit zu senken. Dies ist auch ein Problem für die Regulierungsbehörden, die mit der Umsetzung staatlicher Richtlinien beauftragt sind, die eine Reduzierung der Emissionen bei der Stromerzeugung fordern.

Elektronen sind emissionsunabhängig. Ein Elektron aus einem Kohlekraftwerk ist identisch mit einem Elektron, das von einem Solarpanel oder einer Windkraftanlage erzeugt wird, und ist von diesem nicht zu unterscheiden. Wie kann man also wissen, ob die derzeit in einer bestimmten Netzbatterie gespeicherten Elektronen emissionsfrei sind?

EnergyTag ist eine in Großbritannien ansässige gemeinnützige Organisation, die sich mit der Notwendigkeit der Zertifizierung von gespeichertem Strom befasst. Es wurde gerade veröffentlicht Version 2 seines Granular Certificate Scheme Standards. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass das Wort „Scheme“ im Vereinigten Königreich eine ganz andere Bedeutung hat als in den USA. Auf der Westseite des Atlantiks ist das Wort abwertend. Es deutet auf eine gewisse Hinterhältigkeit oder Täuschungsabsicht hin. Auf der Ostseite des Atlantiks hat es keine derart düsteren Konnotationen. Sein engstes Synonym ist das einfache Wort „Plan“.

In der Einleitung zu Version 2 sagt EnergyTag: „Ein mit EnergyTag kompatibles Granularzertifikat ist ein Zertifikat, das sich auf die Eigenschaften der Energie bezieht, die während eines Zeitraums von einer Stunde oder weniger erzeugt wurde und in Übereinstimmung mit den Anforderungen und Betriebsregeln des EnergyTag-Granularzertifikats ausgestellt wird.“ Schemastandard. Dieser Standard legt die Anforderungen fest, die erfüllt sein müssen, um ein EnergyTag-konformes granulares Zertifikatsschema zu erstellen.“

Wie grün ist mein Elektron?

Da ein Elektron ein Elektron ist und ein Elektron nicht von einem anderen Elektron zu unterscheiden ist, wie kann man dann bestätigen, dass einige grün sind und andere nicht? Zeit, so scheint es, ist die Antwort. Was EnergyTag auf das Wesentliche reduziert, zeichnet auf, wann Elektronen an einer Netzbatterie ankommen, und gleicht diese Informationen mit der vorherrschenden Stromquelle innerhalb des Netzwerks ab, das diese Netzbatterie zu diesem Zeitpunkt versorgt. Wenn die eingehende Energie grün ist, dann ipso facto Auch die Energie, die später ausgeht, ist grün.

Diese Erklärung ist zweifellos in mehrfacher Hinsicht mangelhaft, aber sie kommt einem Menschen, der eher Schriftsteller als Ingenieur ist, so nahe wie möglich. Kanarische Medien Ich habe mich kürzlich mit James Allan, Senior Director bei Quinbrook Infrastructure Partners, eingehender mit diesem Thema befasst. Auf Ihrer Website Laut Quinbrook wird es „von einem hochrangigen Team von Fachleuten aus der Energiebranche geleitet und verwaltet, die seit Anfang der 8.2er Jahre gemeinsam über 1990 Milliarden US-Dollar in Energieinfrastrukturanlagen investiert haben, was einer Stromversorgungskapazität von über 19.5 GW entspricht.“ Unser Team bringt eine industrielle Perspektive in Investitionen in kohlenstoffarme und erneuerbare Infrastruktur ein.“

Quinbrook hat gerade ein Testprogramm mit der Software EnergyTag Version 2 beim Batterieprojekt Byrd Ranch in Sweeny, Texas, etwa 60 Meilen südlich von Houston, abgeschlossen. Die 50-MW-Batterie des Entwicklers Glidepath lädt und entlädt als Reaktion auf Signale des Energiemarktbetreibers ERCOT aktiv Strom in das texanische Netz. Solche Tests sind erforderlich, um glaubwürdige Erkenntnisse darüber zu liefern, woher (die Energieverbraucher) ihren Strom beziehen. Die Grundlage dafür ist die Fähigkeit, all diese Dinge anhand eines glaubwürdigen, akzeptierten Standards nachzuverfolgen.“

Die zur Implementierung des EnergyTag-Standards verwendete Technologie stammt von Quintrace, einer internen Plattform, die Quinbrook letztes Jahr eingeführt hat, um Kunden ​„Echtzeit-Einblick in ihren stündlichen CO2-Fußabdruck“ zu geben. Quintrace ist eine von mehreren Technologieplattformen, die jetzt aktiv die Kohlenstoffemissionen des Stroms verfolgen, der von Generatoren zu Endverbrauchern über Netze in den USA und Europa fließt, da die Nachfrage nach einer detaillierten Emissionsverfolgung wächst. „Wir haben gezeigt, dass man den Strom durch eine Batterie auf weniger als einer Stunde verfolgen kann“, sagte Allan, was ​„bewiesen hat, dass dies jetzt möglich ist.“

Emissionsverfolgungssoftware für Grid-Scale-Batterien

Um es klarzustellen: Byrd Ranch nutzte in seinem Test nicht immer sauberen Strom. Stattdessen verfolgte die Software einen bestimmten Teil des Stroms, der aus dem Netz stammte, als würde er von einem hypothetischen Solarpark mit dem typischen Erzeugungsmuster eines Solarprojekts über den Tag hinweg direkt an die Batterie gesendet, um „Teile erneuerbarer Energie innerhalb des Stroms zu simulieren.“ Batterie“, sagt Quinbrook.

Dieser Strom wurde mit alltäglichem Netzstrom gemischt, der stundenweise von ERCOT bereitgestellte Kennzahlen zur CO2-Emissionsintensität enthielt. Quinbrook ging davon aus, dass die Batterie Solarenergie zum Aufladen nutzte, wann immer sie von Tag zu Tag und von Stunde zu Stunde verfügbar war, und für den Rest des Ladevorgangs ​„Stücke“ Netzstrom nutzte.

Es ist kompliziert, den Überblick darüber zu behalten, wie saubere Energie in eine Batterie ein- und ausgeht. Der erste Trick besteht darin, eine allgemein akzeptable Methode zur Unterscheidung zwischen „Scheiben“ sauberer und schmutziger Energie zu finden. Auch der Zeitpunkt, zu dem Batterien geladen und entladen werden, erschwert die Sache.

Manche Akkus laden sich möglicherweise Tage auf, bevor sie entladen werden müssen. Andere Akkus laden und entladen möglicherweise mehrmals pro Stunde. Letzterer Betriebsmodus gilt für die Byrd Ranch-Batterie, die in erster Linie schnell reagierende Dienste für ERCOT bereitstellt, die alle 4 Sekunden aufgerufen und in 15-Minuten-Schritten zur Zahlung gemessen werden können.

In diesen Fällen ​„Batterien springen innerhalb einer Stunde stark herum“, sagte Allan. Es ist „keine triviale Aufgabe“, auf der Grundlage von Aufzeichnungen über Ladevorgänge, die möglicherweise Minuten zuvor stattgefunden haben, zu beweisen, wie sauber jede dieser Leistungsentladungen ist. „Nicht trivial“ ist wahrscheinlich eine Untertreibung.

Batterien stehen noch vor einer weiteren Herausforderung: den Verlusten der „Round-Trip-Effizienz“. Selbst die effizientesten Lithium-Ionen-Batterien verlieren etwa 10 % der zugeführten Energie im Vergleich zu der Energie, die sie entladen können. Diese Verluste entstehen hauptsächlich durch Energie, die bei der Umwandlung von Netzwechselstrom in Gleichstrom und wieder zurückverteilt wird, wenn die Batterie entladen wird, um Strom zurück ins Netz zu schicken. Darüber hinaus wird ein Teil der Energie für den Betrieb der Stromumwandlungs- und Steuerungssysteme für die Batterie selbst verwendet. Batterien entladen sich auch im Ruhezustand langsam, eine Form des Verlusts, die als „Selbstentladung“ bezeichnet wird. Jedes System, das den sauberen und den schmutzigen Strom, der in eine Batterie fließt, verfolgt, muss diese Verluste berücksichtigen, wie in dieser Grafik dargestellt.

Schätzungen und Genauigkeit

Aber die Verluste im Besonderen Batteriesystem ​„In den meisten Fällen handelt es sich um Schätzungen. Das sind keine harten Zahlen“, sagte Allan. Heutzutage werden diese Zahlen berechnet, indem man misst, wie viel Energie in eine Batterie hinein- und aus ihr herausfließt und diese mit einer ​„Ladezustandsmessung“ kombiniert. Diese Ladezustandsmessungen sind jedoch bekanntermaßen ungenau und können ​„Fehlern aufgrund von Temperaturschwankungen, Spannungsplateaus über den Ladezustand, Sensorkalibrierung und anderen Problemen bei der Datenmessung unterliegen“, sagt Quinbrook.

Für jedes System, das die Emissionsintensität einer Batterie genau messen soll, ist es von entscheidender Bedeutung, Wege zu finden, diese unsicheren Verschiebungen der Messdaten von Stunde zu Stunde zu quantifizieren und zu verfolgen. Ohne eine Methode zum Erkennen fehlerhafter Messungen ​„Je nachdem, wie Sie dies durch den Buchhaltungsprozess führen, kann es zu zusammengesetzten Fehlern kommen und Sie können ein immer alberneres Ergebnis erhalten“, sagte Allan.

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EnergyTag überprüft Batterieemissionen im Netzmaßstab

Das Hauptziel der EnergyTag-Standards besteht darin, Stromerzeugern, Käufern und Batteriebetreibern ein klares Verständnis dafür zu vermitteln, wie sie die Variablen berücksichtigen, die bei der Behandlung von Batterien als „Reservoir“ für „zeitversetzte“ Energie auftreten, Katrien Verwimp , sagte der Vorsitzende des Prüfungsausschusses von EnergyTag bei der Vorstellung der neuesten Standards der Gruppe.

Jedes System, das Stromabnehmer auffordert, die Emissionsintensität ihres Stroms zu zertifizieren, muss „Klarheit über die Aufzeichnung all dieser Attribute und auch über die Verfolgung oder Verfolgung der Verluste“ an den Batterien haben, sagte sie. Der kürzlich veröffentlichte Version 2-Standard von EnergyTag bietet ​„viel mehr Details als die erste Version, aber weitere Tests unter realen Bedingungen sind im Gange.“ Diese Tests sind genau das, was Quinbrook Infrastructure Partners durchführt.

Kalifornien war eine der ersten Gerichtsbarkeiten, die Vorschriften erließ, die sicherstellen sollten, dass durch ein milliardenschweres staatliches Anreizprogramm finanzierte Netzbatterien auf eine Weise betrieben werden, die zu einer Gesamtreduzierung der Netzemissionen führt. Aber dieses Programm enthielt keine Standards für die Verfolgung von Lade- und Entladevorgängen, die so genau sind, wie es der EnergyTag-Standard tut.

Google und Microsoft verstärkten die Nachfrage nach einer Möglichkeit, Batterien in ihre CO2030-freien Energiebeschaffungsziele einzubeziehen, um ihre Rechenzentren bis XNUMX rund um die Uhr mit COXNUMX-freier Energie zu versorgen. Das wiederum veranlasste Quinbrook, mit der Arbeit an seiner Quintrace-Technologie zu beginnen „Als Teil unserer Strategie für grüne Rechenzentren“, sagte Allan.

In den letzten Jahren sei dieser Druck der Unternehmen durch staatliche Vorgaben verstärkt worden, fügte er hinzu – insbesondere durch die strengen Zulassungsvoraussetzungen für US- und EU-Subventionen für grünen Wasserstoff. Batterien benötigen Standards wie EnergyTag, um einen Teil des sauberen Stroms bereitzustellen, den Elektrolyseure benötigen, um die strengen stündlichen Anpassungsregeln im Rahmen des von der Biden-Regierung vorgeschlagenen Steuergutschriftssystems für 45-V-Wasserstoff und ähnliche Regeln für saubere Energie für Wasserstoffproduzenten in Europa zu erfüllen Union.

Allan geht davon aus, dass immer mehr Industrien und Regierungen stündliche Regelungen zur Anpassung sauberer Energie einführen werden, da erneuerbare Energien von unterstützt werden Gitterbatterien machen einen Großteil des Stroms in den Netzen der USA, Europas und anderer Länder aus. Dann werden Standards und Messungen, die es Netzbatteriebetreibern ermöglichen, Verträge zu unterzeichnen und Auflagen zur Bereitstellung kohlenstofffreier Energie auf Abruf zu erfüllen, immer notwendiger und wertvoller.

„Wir lösen schwierige Probleme für umweltfreundliche Rechenzentren und das gilt auch für umweltfreundliche Rohstoffe“, sagte Allan. ​„Wenn Sie grünen Wasserstoff – oder grünen Stahl oder grüne Chemikalien – herstellen, müssen Sie in der Lage sein, Ihre grünen Referenzen zu untermauern.“

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• Quelle: https://cleantechnica.com/2024/03/19/energytag-quinbrook-track-carbon-intensity-of-electricity-stored-in-grid-scale-batteries/