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Der Moloch der erneuerbaren Energien schreitet in Texas weiter voran, auch wenn die Behörden des Staates sich alle Mühe gegeben haben, die Interessen fossiler Energien zu schützen. In der jüngsten Wendung hat sich Texas als potenzieller Markt für neue konzentrierende Solarstromtechnologie etabliert, die rund um die Uhr Strom oder industrielle Prozesswärme abpumpen kann, unabhängig davon, was die Sonne tut.

Texas ist immer noch ein Kohlestaat …

Jedes Mal, wenn erneuerbare Ressourcen fossile Brennstoffe schlagen, ist das eine große Neuigkeit, insbesondere in Texas, wo Öl und Gas die Wirtschaft fest im Griff haben. Auch die Kohleindustrie des Staates ist kein Problem. In eine Zusammenfassung zum Stand der Kohle Letztes Jahr stellte Glenn Hegar, Rechnungsprüfer des US-Bundesstaates Texas, fest, dass Texas ab 2 bei der Braunkohleförderung in den USA auf Platz zwei liegt und nur nach North Dakota an zweiter Stelle steht. Bei allen Kohlearten belegte Texas den respektablen 2022. Platz.

Die US Energy Information Agency stellt außerdem fest, dass Texas der größte Kohleverbraucher in den USA ist, der zu einem großen Teil aus Kohlebergwerken im Bundesstaat stammt. „Auf Tonnagebasis macht texanische Braunkohle fast ein Drittel des Kohleverbrauchs des Staates aus“, erklärt EIA.

EIA stellt außerdem fest, dass fast keine der texanischen Braunkohle in andere Bundesstaaten exportiert wird. Es geht alles Stromerzeugung in Landeskraftwerken.

Wie Hegar berichtet, verfügte Texas im Jahr 2023 über 15 Kohlekraftwerke. Mit einer Gesamtleistung von fast 20,000 Megawatt machten sie fast 11 % des vom Electric Reliability Council of Texas verwalteten Stromnetzes aus, das 90 % des Staates abdeckt.

… Aber die Solarenergie ist auf dem Vormarsch …

Wie sich die Dinge in nur einem Jahr verändert haben. Die Organisation Institut für Energiewirtschaft und Finanzanalyse (IEEFA) hat einen Blick auf die neuesten Zahlen für März 2024 geworfen. Sie berichteten über zwei Nachrichten, die für die Zukunft der Kohlekraft in Texas nichts Gutes verheißen.

„Erstens übertraf die Solarstromerzeugung zum ersten Mal seit einem Monat die Leistung von Kohle und brachte 3.26 Millionen Megawattstunden (MWh) ins Netz, im Vergleich zu den 2.96 Millionen MWh, die von Kohle geliefert wurden“, erklärte die IEEFA.

„Zweitens fiel der Marktanteil der Kohle erstmals unter 10 % auf knapp über 9 %. „Der Rückgang setzte einen langfristigen Rückgang fort, der vor einem Jahrzehnt begann“, fuhren sie fort, und stellten gleichzeitig fest, dass der Marktanteil der Solarenergie im selben Monat auf über 10 % gestiegen sei.

Die März-Zahlen sind umso beeindruckender, wenn man bedenkt, dass die Solarenergie noch vor einigen Jahren kaum von der ERCOT-Anzeige zu sehen war. Im Jahr 2017 wurden lediglich 0.6 % des gesamten Strombedarfs registriert.

… Und hier kommt die nächste Generation konzentrierender Solarenergie

Die Solarindustrie kann sich nicht das ganze Verdienst aneignen, die Kohle verdrängt zu haben. Erdgas begann schon Jahre bevor die Solarindustrie auf den Plan trat, mit Kohle um die Vorherrschaft im ERCOT-Netz zu wetteifern.

In einer weiteren interessanten Wendung stimmten die texanischen Wähler im vergangenen November Proposition 7 zu, einer Abstimmungsmaßnahme, die einen neuen Staatsfonds zur Unterstützung des Baus schafft zusätzliche Wärmekraftwerke. Das meiste Geld soll es sein für neue Erdgaskraftwerke vorgesehen.

Vorschlag 7 wirft ein weiteres Element in das Durcheinander des ERCOT-Netzes, das bereits unter der Last saisonaler Nachfrageschwankungen, wetterbedingter Notfälle und einer schnell wachsenden Bevölkerung ächzt, und das alles vor dem Hintergrund der anhaltenden Unterstützung fossiler Energieträger durch Amtsträger.

Um noch mehr Öl ins Feuer zu gießen, werden Mittel gemäß Vorschlag 7 bereitgestellt kann nicht auf Batteriespeicher angewendet werden. Das sind schlechte Nachrichten für Entwickler erneuerbarer Energien, die auf Energiespeicherung angewiesen sind, um Schwankungen bei der Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie auszugleichen.

Eine vom Baker Institute – einer an der Rice University angesiedelten Organisation für öffentliche Ordnung – vorgeschlagene Lösung besteht darin, das ERCOT neu zu konfigurieren, um die Koordination zu optimieren zwischen Windparks und PhotovoltaikanlagenDies trägt dazu bei, die Lücken in den Wind- und Solarressourcen zu schließen.

Die Rolle von CSP

Neu Geothermie-Technologie ist ein weiteres erneuerbare Energieressource mit Wachstumspotenzial in Texas. Das fehlende Glied ist jedoch eine langlebige Energiespeicherplattform im Versorgungsmaßstab, die den Status von Wind- und Solarenergie in eine rund um die Uhr verfügbare Ressource auf dem Niveau konventioneller Kraftwerke verwandeln kann.

Lithium-Ionen-Batterie-Arrays füllen die Lücken, liefern aber nur eine begrenzte Zeit, typischerweise 4–6 Stunden. Es wird nach längerfristigen Lösungen gesucht, die der steigenden Flut an Wind- und Solarressourcen gerecht werden können.

Konzentrierende Solarenergie ist genau das Richtige. Konzentrierende Systeme sammeln und fokussieren Sonnenenergie aus Feldern spezieller Spiegel, sogenannter Heliostaten, oder aus langen, gebogenen Rinnen. Ziel ist es, in einer Lösung aus geschmolzenem Salz oder einem anderen Medium hohe Wärme zu erzeugen, die dann zu einem Kraftwerk weitergeleitet werden kann, um dampfbetriebene Turbinen anzutreiben. Die beheizte Lösung dient gleichzeitig auch als Energiespeicherplattform und übertrifft Lithium-Ionen-Batterien mit einer Laufzeit von acht Stunden oder mehr deutlich.

Das US-Energieministerium stellte während der Obama-Regierung fünf konzentrierende Solarprojekte vor, in der Hoffnung, dies zu erreichen Ankurbelung der heimischen CSP-Industrie. Die Technologie hat sich überall auf der Welt durchgesetzt, sogar in Wüstengebieten Halten Sie die Kollektoren sauber fügt noch eine weitere Kostenebene hinzu.

Die US-Solarindustrie war weniger begeistert, aber das Energieministerium hat eine Lösung gefunden, die die Aufmerksamkeit der Anleger auf sich ziehen soll. Sie haben ihre Aufmerksamkeit auf Technologien der nächsten Generation gerichtet Erhöhen Sie die Hitze und den physischen Platzbedarf konzentrierender Systeme verkleinern.

Der Schlüssel wird verwendet überkritisches Kohlendioxid um die Turbinen anstelle von Dampf zu betreiben. Wenn es erhitzt und unter Druck gesetzt wird, bis es einen kritischen Zustand erreicht, nimmt Kohlendioxid einen flüssigen Zustand an. Nach Angaben des Energieministeriums könnte sCO2 eine Turbine etwa 10 % mehr antreiben als Dampf.

CSP der nächsten Generation könnte das nächste große Ding in Texas sein

Zum Effizienzgewinn kommt noch eine erstaunliche Verkleinerung der Turbine hinzu. Nach Angaben des Energieministeriums ist eine sCO2-Turbine etwa 1/10 so groß wie eine herkömmliche Turbine. Neben der Einsparung von Material- und Herstellungskosten ermöglichen kleinere Turbinen, dass ein breiteres Spektrum von Standorten für konzentrierende Solarsysteme in Betracht gezogen werden kann, wobei Industrieanlagen ein führendes Beispiel sind.

Das würde gut zu Texas passen, wo der Industriesektor einen erheblichen Teil des Energieverbrauchs ausmacht.

„Texas ist landesweit führend beim Energieverbrauch in allen Sektoren und der Staat mit dem größten Energieverbrauch des Landes“, berichtete die US-Umweltschutzbehörde EIA letzten Sommer. „Der Industriesektor, einschließlich der Raffinerien und petrochemischen Anlagen des Staates, ist für mehr als die Hälfte des Energieverbrauchs des Staates und für 23 % des gesamten Energieverbrauchs des Industriesektors des Landes verantwortlich.“

Und hier wird es interessant. Konzentrierende Systeme fallen in die Kategorie „Dispatchable“, daher ist es möglich, dass sie Anspruch auf finanzielle Unterstützung im Rahmen von Vorschlag 7 haben. Zufälligerweise ist das neue Energieministerium sCO2-Schaufenster fängt in San Antonio, Texas, gerade erst an zu brennen. Die Anlage wird in den nächsten Monaten auf Hochtouren laufen.

Das texanische Unternehmen GTI Energy ist Partner des Projekts und hat einige nette Dinge über sein sCO2-System zu sagen. „Es kann mit einer Vielzahl von Funktionen betrieben werden emissionsarme und emissionsfreie Wärmequellen– einschließlich Turbinenabgasen, konzentrierter Solarenergie, Biomassefeuerung, Geothermie und Kernenergie – und kann die Stabilität und Widerstandsfähigkeit des Netzes durch schnelle Reaktion auf Veränderungen im Strombedarf unterstützen und so die industrielle Dekarbonisierung vorantreiben.“

Interessant! Als jüngste Entwicklung hat das Energieministerium gerade eine neue Finanzierungsrunde in Höhe von 30 Millionen US-Dollar für neue konzentrierende Solarprojekte in drei Themenbereichen angekündigt, von denen eines vorgesehen ist neue sCO2-Turbomaschinen. Die Preisträger werden damit beauftragt, den Grundstein zu legen, um bis 0.02 die Stromgestehungskosten von 0.05 US-Dollar pro Kilowattstunde und die Stromgestehungskosten von 2030 US-Dollar pro Kilowattstunde zu erreichen.

Halten Sie ein Auge auf das kalifornische CSP-Unternehmen Heliogen. Im Jahr 2020 erhielt das Startup 39 Millionen US-Dollar für den Anschluss Keramikpartikel-CSP-System mit sCO2. Im vergangenen Dezember verkündete das Unternehmen einen Meilenstein für seine hohe Effizienz Heliostat-Tracking-Software, für das eine Lizenzierung in der gesamten CSP-Branche geplant ist.

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Foto: Das kalifornische Unternehmen Heliogen entwickelt ein Keramikpartikel-konzentrierendes Solarstromsystem der nächsten Generation, das ein sCO2-System betreiben kann Industriebetriebe dekarbonisieren (Mit freundlicher Genehmigung von Heliogen).

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• Quelle: https://cleantechnica.com/2024/04/06/solar-beats-coal-in-fossil-friendly-texas-despite-fossil-friends/