14/10/2013 - Die Windkraft wirkt sich kaum auf die CO2-Emissionen aus

Menéame

Eine Studie von Forschern aus der Polytechnische Universität Madrid (UPM) kommt zu dem Schluss, dass die CO2-Emissionen in Spanien durch die Windeinschaltung kaum beeinflusst werden.

Es zeigt, dass auch auf Energiemärkten mit hoher Verbreitung von Windkraft der tatsächliche Beitrag zu den Emissionszielen positiv ist.

Die erste umfassende Analyse der Interaktion von Windparks mit Wärmekraftwerken in Spanien führt somit zu der Diskussion, die zu diesem Thema geführt hat, und kommt zu dem Schluss, dass die Gesamtbilanz der CO2-Reduktionen noch immer sehr bedeutend ist. Darüber hinaus enthält die Studie eine Reihe von Empfehlungen zur Verbesserung der Wirksamkeit von Leistungsquellen, die für die Träger erneuerbarer Technologien von großem Nutzen sein können.

Erneuerbare Energien werden in der Lage sein, fossile Brennstoffe zu ersetzen und somit ihre Emissionen drastisch zu reduzieren. Die Kraftstoffwirtschaft und die Emissionen in den etablierten elektrischen Systemen sind jedoch nicht proportional zur Erzeugung intermittierender Strahlenquellen, da die Wärmeanlagen, die das Netzgleichgewicht gewährleisten, zyklisch sind.

Der Begriff Cyclat bezieht sich auf die Veränderungen in Gas- oder Kohleanlagen, die aus verschiedenen Gründen - einschließlich der erneuerbaren Erzeugung - entstehen, was dazu führt, dass mehr Brennstoffe ausgeben. Megawattstunden (MWh). So wirkt sich die Windeinflut negativ auf die erwartete Emissionsreduktion aus, da sie zwar die einzelnen HGÜ-Anlagen ersetzt, sie aber nicht in gleichem Maße verringert, da sie die Effizienz auf Teillast reduziert. Einige Berichte zweifeln sogar daran, ob Windkraftanlagen, die von konventionellen Wärmekraftwerken unterstützt werden, in ihrem Fall mehr ausstoßen könnten als die effizientesten Gasanlagen, die allein betrieben werden. Diese Diskussionen machen die Notwendigkeit einer unabhängigen Analyse des Elektrizitätssystems, insbesondere in den Ländern mit der größten Verbreitung von Windenergie, deutlich, um seinen tatsächlichen Beitrag zu den Emissionszielen zu vereiteln.

Daher sind die Forscher der Universitätsakademie für Industrietechnik (deren neuer Name ist Technische Hochschule für Ingenieurwesen und Industriedesign) haben die Interaktion der Wind- und Wärmeerzeugung in Spanien durch die Festlegung des zusätzlichen Brennstoffverbrauchs in den betroffenen Einheiten untersucht. Im Jahr 2011 wurden alle Verbrennungsanlagen analysiert, wobei Szenarien zu beobachten waren, in denen Windkraft erhebliche Abweichungen in den Programmen dieser Anlagen verursacht, und ein Verfahren zur Quantifizierung der CO2-Reduktionen auf der Grundlage von Emissionsfaktoren und Effizienzkurven der in Betrieb befindlichen Anlagen festzulegen war.

Spanisches Electric Network versucht, die größtmögliche erneuerbare Produktion zu nutzen und die Zuverlässigkeit der übrigen Anlagen zu gewährleisten, und veröffentlicht detaillierte Daten, die die Analysen erleichtern. Die geringen Einsatzfaktoren von Gas- und Kohletechnologien deuten im Allgemeinen darauf hin, dass sie nicht konsequent als Grundlast verwendet werden. Für die Studie wurden reale und windfreie Szenarien hinsichtlich der Erzeugung der 36 Kohleanlagen (10,8 GW) und 51 Gasanlagen (25,6 GW) verglichen, die den größten Teil der im Festlandspanien installierten Wärmeleistung ausmachen. Mit der Nettoproduktion der einzelnen Anlagen wird die Brennstoffquote bei verschiedenen Lastsystemen berechnet und mit den Nennfaktoren multipliziert, um die Gesamtemissionen zu erzielen. Der Algorithmus umfasst die 8760 Stunden jährliche Planung aller Einheiten - mit den betreffenden technischen Beschränkungen - und die Korrelation mit der Windenergie ermöglicht eine Quantifizierung der Auswirkungen des Cyclats auf das spanische Stromnetz.

Die Ergebnisse (1) mit den Daten für 2011 zeigen sinkende Emissionen, wenn Windenergie die konventionelle Erzeugung ersetzt, aber mit abnehmender Steigung: Die Reduktionen sind nicht gleichwertig. Bei geringer Durchdringung vermeidet jede ins Netz eingespeiste MWh Windenergie praktisch den gesamten CO2-Ausstoß der verdrängten thermischen MWh. Bei einer Durchdringung von bis zu 50 % wirkt der Wind kumulativ, und die Reduktionen würden nur 80 % erreichen. Diese Verringerung bleibt jedoch sehr bedeutend und ist keinesfalls vernachlässigbar oder negativ, wie andere Analysen (2) nahegelegt haben.

Schließlich werden in der Studie einige Empfehlungen zur Verbesserung der Wirksamkeit von Leistungsquellen wie Modellierung, Steuerung des elektrischen Systems und Speicherung von Energie vorgeschlagen. Die Träger erneuerbarer Technologien müssen sich der Probleme bewusst sein, die sich aus ihrer Integration in das Stromnetz ergeben, so dass die bisherige Führungsrolle - in den frühen Phasen des Übergangs von fossilen Energien - darauf ausgerichtet sein sollte, Lösungen im Einklang mit den europäischen Zielen für eine nachhaltige Zukunft der Energieversorgung zu finden.

Die Arbeit, die im Rahmen der Master in Erneuerbare Energien und Umwelt Die Konferenz wurde 2012 auf der Konferenz über nachhaltige Energie und Umweltschutz in Dublin vorgestellt und ist in der Zeitschrift Energy (2013) veröffentlicht.

Ref.:

(1) GUTIÉREZ-MARTÍN F, DA SILVA-ÁLVAREZ RA, MONTORO-PINTADO P. "Effects of wind intermittency on reduction of CO2 emissions: The case of the Spanish power system". Energie (2013)

(2) HICKMAN L. "Are wind turbines increasing carboemissions?"The Guardian, January 9 (2012).

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UPM

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