如何连接能源生产和存储

好消息是，可再生能源占德国发电量的近50%。坏消息是，他们缺乏适应当今不断变化的电力需求的灵活性。它们仅在风吹或阳光普照时提供电能。在理想世界中，工程师将找到一种方法来存储可再生能源产生的大量能量，并协调电力生产和存储。这正是弗劳恩霍夫算法与科学计算SCAI研究所牵头的ES-FLEX-INFRA联合项目的目标。

ES-FLEX-INFRA项目由北莱茵-威斯特法伦州资助，其明确目标是将能源部门结合起来，以使其基础设施更加灵活。为此目的开发的软件旨在使电力公司能够分析和转移负载，并将存储设施集成到城市基础设施中。TH科隆应用科学大学Werusys GmbH&Co. KG和Rheinische NETZGesellschaft mbH已加入Fraunhofer SCAI。

“当电力需求很高但阳光不灿烂时会发生什么?情况逆转时我们如何使用剩余能源?如果可再生能源的份额继续增长，那么各个能源部门的传统努力就是优化能源使用“这将不再足够了。取而代之的是，必须将能源，电力，天然气，区域供热和运输等领域联系起来。”支持Fraunhofer SCAI项目的Bernhard Klaassen博士说。“例如，转移负载以平衡发电和消耗，利用工业废热和存储热能要比以电形式存储能量更具成本效益和效率。”

通过交叉能源管理提高效率

一旦正确连接了各个能源部门，该部门耦合就可以用来调节热量的生产和存储。产生电力的不可避免的副作用是，热量不仅仅是废物。在最佳状态下，这种交叉能源管理将是发电和生热的完美结合，再加上该能源的最佳存储，分配和使用。这将使基于可再生能源的电源更加可靠，并使之成为可行的长期解决方案，从而获得主流认可。

研究人员在仿真中进行了虚拟试验，以开发ES-FLEX-INFRA作为软件支持的解决方案，但他们还研究了Rheinische NETZGesellschaft在不同负载条件下的真实电网。他们的评估涉及电力，天然气和供热领域。

可以使基础架构更加灵活的一些选项包括：

使用热泵，蓄能器或电网利用通常不使用的废热和其他热流

将电能转化为天然气的解决方案付诸实践，以利用剩余的电能产生甲烷，同时利用电能转化为制热系统的过程热量

采购甲烷并将其输入气网和存储设施，并将其用于热电联产系统

将多余的电力输送到电动汽车或通过电力转换为天然气的汽车

首次工业应用启动并运行

“对存储和其他灵活选择的需求将继续增长。如果我们设法将电力，热力，天然气和运输部门连接起来，例如，化石燃料和核能的出口将只有高效并取得经济成功，例如，通过电动方式或以天然气为动力的车辆，并利用潮流和存储协同效应。” Klaassen说。

行业正在发现部门耦合的好处。公司正在研究Fraunhofer SCAI开发的仿真软件，以支持其计划工作，例如用于氢气应用。德国领先的天然气管道运营商，位于埃森的Open Grid Europe GmbH(OGE)等已经在工业应用中使用它。