Großbritanniens Energienetz setzt auf Schwungräder, um die Lichter am Brennen zu halten
Als Schwungräder bekannte rotierende Metallvorrichtungen werden seit Jahrhunderten verwendet, um verschiedenen Maschinen, von der Töpferscheibe bis zur Dampfmaschine, Trägheit zu verleihen – Widerstand gegen plötzliche Bewegungsänderungen.
Netzbetreiber setzen nun auf die Technologie, um Stromnetzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien mehr Trägheit zu verleihen und so Stromausfälle wie den in Spanien und Portugal in diesem Jahr zu verhindern. In einem Stromnetz wird die Trägheit in der Regel durch große rotierende Generatoren in Kohle- und Gaskraftwerken erzeugt, die dazu beitragen, eine konstante Frequenz aufrechtzuerhalten, indem sie Schwankungen zwischen Angebot und Nachfrage ausgleichen. Erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie hingegen verleihen dem Netz keine Trägheit und können in der Regel auch nicht bei anderen Problemen, wie etwa der Spannungsregelung, helfen. Schwungräder können die Rotationsträgheit von Kraftwerksgeneratoren nachahmen und sich schneller oder langsamer drehen, um auf Schwankungen zu reagieren. Ohne rotierende Turbinen „ist das System anfälliger für Schwankungen als sonst“, erklärte David Brayshaw, Professor für Klimawissenschaften an der University of Reading in England. „Wenn wir einen immer höheren Anteil erneuerbarer Energien erreichen, müssen wir sorgfältiger darüber nachdenken“, sagte Brayshaw gegenüber AFP.Schwungräder und Batterien
Die Iberische Halbinsel, die zu einem hohen Anteil mit erneuerbaren Energien versorgt wird, fiel am 28. April aus, nachdem ihr Netz einen plötzlichen Spannungsanstieg und Frequenzabweichungen nicht mehr verkraften konnte. Die spanische Regierung wirft seitdem konventionellen Kraftwerken vor, die die Spannungsniveaus nicht regulieren. Dies könnte ein Weckruf sein, ähnlich wie der Stromausfall im Jahr 2019, der Teile Großbritanniens nach einem Abfall der Netzfrequenz in Dunkelheit stürzte. Dieser Stromausfall veranlasste den britischen Energieversorger NESO, ein sogenanntes „weltweit erstes“ Programm zur Vergabe von Projekten zur Netzstabilisierung zu starten. Schwungräder und Batterien können dem Netz synthetische Trägheit verleihen, aber der Ingenieurprofessor Keith Pullen sagt, dass Stahlschwungräder kostengünstiger und langlebiger sein können als Lithium-Ionen-Batterien. „Ich sage nicht, dass Schwungräder die einzige Technologie sind, aber sie könnten eine sehr, sehr wichtige sein“, sagte Pullen, Professor an der City St George's University of London und Direktor des Schwungrad-Startups Levistor. Pullen warnte, dass das Netz in den kommenden Jahren auch aufgrund größerer, aber sprunghafterer Mit der Anbindung von Elektroautos, Wärmepumpen und energiefressenden Rechenzentren an das Stromnetz „werden wir mehr Stoßbelastungen haben … die das Schwungrad ausgleicht“.Kohlenstofffreie Trägheit
Der „Greener Grid Park“ des norwegischen Unternehmens Statkraft in Liverpool war eines der von NESO in Auftrag gegebenen Projekte, um die Stromversorgung aufrechtzuerhalten.
Es ist seit 2023 in Betrieb und liegt nur einen Steinwurf von einem ehemaligen Kohlekraftwerk entfernt, das die nordenglische Stadt während des größten Teils des 20. Jahrhunderts überragte. Doch jetzt surren statt Dampfturbinen zwei riesige Schwungräder mit einem Gewicht von jeweils 40 Tonnen (40.000 Kilogramm) auf dem Statkraft-Gelände, die ein Prozent der Trägheit für das in England, Schottland und Wales benötigte Netz liefern. Jedes Schwungrad ist an einen Synchronkompensator angeschlossen, eine rotierende Maschine, die die Trägheit weiter erhöht und Spannungsregelungsdienste in der Region Liverpool bereitstellt. „Wir liefern diese Trägheit, ohne fossile Brennstoffe zu verbrennen und ohne Kohlenstoffemissionen zu erzeugen“, sagte Guy Nicholson, Leiter der Abteilung für CO2-freie Netzlösungen bei Statkraft. Laut NESO waren im Jahr 2023 in Großbritannien elf weitere ähnliche Projekte mit Synchronkompensatoren und Schwungrädern in Betrieb, und mehrere weitere sind in Auftrag gegeben.„Nicht schnell genug“
Die Regierung „arbeitet eng mit unseren Industriepartnern zusammen, die weltweit führende Technologien wie Schwungräder, statische und synchrone Kompensatoren entwickeln, während wir das Energiesystem modernisieren“, sagte ein Sprecher des Ministeriums für Energiesicherheit und Netto-Null-Emissionen gegenüber AFP. „Aber wir bauen sie nicht schnell genug, um das Netz zu dekarbonisieren“, warnte Nicholson. Großbritannien will das Netz bis 2030 zu 95 Prozent mit sauberer Energie versorgen und im nächsten Jahrzehnt vollständig auf erneuerbare Energien umstellen. „Im Moment schaffen wir das nicht einmal eine Stunde lang“, sagte Nicholson. Selbst wenn ausreichend Solar- und Windenergie erzeugt wird, „müssen wir immer noch Gasturbinen betreiben, um das Netz stabil zu halten“, erklärte er. Dennoch scheinen Großbritannien und das benachbarte Irland bei der Beschaffung von Technologien zur Stabilisierung von Netzen mit hohem Anteil erneuerbarer Energien führend zu sein. „In Großbritannien und Irland sind die Netzbetreiber führend, indem sie diese Dienstleistungen vergeben“, sagte Nicholson. „Auf dem Kontinent gab es dafür nicht den gleichen Antrieb.“„Ich denke, diese Dinge werden durch Ereignisse vorangetrieben. Der Stromausfall in Spanien wird also Veränderungen bewirken.“
energy.economictimes.indiatimes
