Was sind Power-to-X- und E-Kraftstoffe?

Da sich mehr Unternehmen auf die Reduzierung ihres ökologischen Fußabdrucks konzentrieren, steigt auch das Interesse an alternativen Kraftstoffen, Power-to-X und E-Kraftstoffen weiter. Heutzutage werden viele Sorten von E-Kraftstoffen in Leistungserzeugung Anwendungen und darüber hinaus verwendet.

Beginnen wir mit den Grundlagen rund um die Nutzung von Power-to-X und E-Kraftstoffen.

Was ist Power-to-x?

"Power-to-x" bezieht sich auf eine Reihe von Techniken und Wegen, die es ermöglichen, erneuerbare elektrische Energie umzuwandeln, zu speichern und zu nutzen. Power-to-X ist insbesondere dann anwendbar, wenn ein Überschuss an erneuerbarem Strom aus Solar- oder Windressourcen erzeugt wird. Anstatt verschwendet zu werden – der spezifische Branchenbegriff dafür wird "beschnitten", wird der überschüssige Strom produktiv genutzt. Das "x" kann sich auf eine Vielzahl von Energiequellen oder -anwendungen beziehen. Power-to-Wasserstoff ist die Erzeugung von Wasserstoff mit erneuerbarem Strom. Power-to-Power bezieht sich auf die Speicherung von Strom in Batterien. Power-to-Heat besteht aus der Nutzung von Strom zum Heizen eines Heims oder eines Unternehmens, typischerweise gekoppelt mit einem Wärmespeicher. Die Bedeutung von Leistung zu Methan sollte leicht zu erraten sein.

Was sind E-Kraftstoffe?

E-Kraftstoffe sind Kraftstoffe, die mit erneuerbarem Strom synthetisiert werden und oft mit anorganischen Ausgangsstoffen. Sie sind das "x" der Leistung zu x, wenn "x" ein Kraftstoff ist. E-Kraftstoffe umfassen flüssige und gasförmige Kohlenwasserstoffe wie Methan und verschiedene benzinähnliche, dieselähnliche Kraftstoffe, Kraftstoffe wie Ethanol und Biodiesel sowie kohlenstofffreie Brennstoffe wie Wasserstoff und Ammoniak.

Grüner Wasserstoff wird mit CO2 aus einem Kraftwerk kombiniert, um E-Methan zu erzeugen. Das E-Methan wird dann an die Verbraucher abgesenkt.
Grüner Wasserstoff wird mit CO2 aus einem Kraftwerk kombiniert, um E-Methan zu erzeugen. Das E-Methan wird dann an die Verbraucher abgesenkt.

Warum brauchen wir E-Kraftstoffe und Power-to-X?

Das Power-to-X-System ermöglicht die Entkopplung Stromerzeugung und des Strombedarfs. Zu jedem Zeitpunkt muss die in einem Stromnetz erzeugte Gesamtstrommenge genau auf die gesamte von den Verbrauchern verbrauchte Strommenge abgestimmt sein. Mit anderen Worten: Erzeugung und Nachfrage sind in der Regel eng gekoppelt. Wenn die Erzeugung nicht mit der Nachfrage Schritt halten kann, z. B. wenn zu viele Kraftwerke gleichzeitig in Betrieb sind, kann das Stromnetz schnell schlecht werden. Gegenläufig gilt das gleiche, wenn die Erzeugung den Bedarf übertrifft. Wenn große Mengen variabler erneuerbarer Energie Ressourcen wie Wind und Sonne online sind, kann die erneuerbare Erzeugung die Nachfrage schnell übertreffen. Wenn dies eintritt, werden erneuerbare Ressourcen beschnitten, um einen Systemausbruch zu vermeiden.

In einigen Märkten kann der Spotpreis für Strom infolgedessen negativ werden, wenn die erneuerbare Erzeugung hoch ist. Das bedeutet, dass die Marktteilnehmer für die Nutzung von mehr Strom bezahlt werden.

Bei Power-to-X-Projekten werden überschüssige und außerhalb der Spitzenlast erneuerbare Energie genutzt, um etwas Nützliches zu produzieren. Es ist eine win-win-Situation, in der Power-to-X-Hersteller billigen, erneuerbaren CO2-freien Strom kaufen können, und Solar- und Windparks erhalten, um Strom zu verkaufen, der sonst ausgefallen wäre.

E-Kraftstoffe, die in einem Power-to-X-Projekt erzeugt werden, können Stunden, Wochen oder Monate später zur Stromerzeugung verwendet werden.

E-Wasserstoff zum Beispiel kann in einem Unternehmen verwendet werden, das mit einer Brennstoffzelle und Solarzellen ausgestattet ist, um abends und nachts Strom zu erzeugen. Unternehmen können dieses Setup nutzen, um die Nachfragekosten des Stromversorgers für Verbraucher mit einem hohen Spitzenbedarf zu senken.

Auf Netzebene kann E-Wasserstoff saisonal gespeichert werden. Die Stadt Los Angeles, Kalifornien (USA) zum Beispiel, fördert ein großes Energie-zu-Wasserstoff-zu-Strom-Projekt in Utah. Das Projekt wird Wasserstoff mit Strom aus nahegelegenen Wind- und Solarressourcen erzeugen. Während des Sommers wird der Wasserstoff unter Tage in einer Formation gespeichert. Während des Winters wird der Wasserstoff zur Stromerzeugung verwendet und dann über eine bestehende Hochspannungsleitung direkt nach Los Angeles transportiert.

Für Stromverbraucher ist E-Wasserstoff ein Weg, ihren Kohlenstoff-Fußabdruck über das hinaus zu reduzieren, was allein mit Solaranlagen und Windturbinen erreicht werden kann. Für Versorgungsunternehmen und Betreiber von Stromnetzen ist E-Wasserstoff besonders wichtig, da er eine der wenigen CO2-freien Möglichkeiten ist, intermittierende variable erneuerbare Energiequellen auszugleichen.

Die Vorteile der Nutzung von e-Kraftstoffen beschränken sich nicht nur auf die Anwendung zur Stromerzeugung. Sie können in Fahrzeugen und anderen industriellen Branchen von großem Vorteil eingesetzt werden. Gabelstapler, die mit E-Wasserstoff betrieben werden, sind eine E-Kraftstoff-Anwendung, die sich in der Logistikbranche durchgesetzt hat, und E-Wasserstoff-Gabelstapler prüfen mehrere Kästchen. Sie haben wenig Ausfallzeit. Sie erzeugen weder Dämpfe noch Abgase, und in einer geschlossenen Umgebung wie einem Lagerhaus ist diese Funktion wichtig. Und sie sind CO2-frei.

Neben E-Wasserstoff haben flüssige e-Kraftstoffe einen anderen Prozess, der produziert werden muss, was komplizierter ist. Diese flüssigen e-Kraftstoffe sind besonders nützlich für den Antrieb von Schwerlastanwendungen wie Meeres-, Schifffahrts-Anwendungen.

Für Anwendungen, bei denen Wasserstoff keine praktische Option ist, können mehrere alternative E-Kraftstoffe mit Wasserstoff erzeugt werden. Hier sind einige der wichtigsten:

Was ist E-Mail?

Bei Einem Produkt, das in der chemischen Industrie in großem Umfang zur Herstellung einer Vielzahl von Substanzen verwendet wird, handelt es sich um ein Produkt, das in großem Umfang eingesetzt wird. Oft wird Das Unternehmen auch als Holztreibstoff bezeichnet und wird seit langem in Spezialfahrzeugen wie RC-Flugzeugen, Dirt-Bikes und, ja, Monster-Trucks eingesetzt. Es wurden mehrere Prozesse entwickelt, um CO2, Wasserstoff und erneuerbaren Strom zu nutzen. Ihr Produkt ist ein sauberer, klimaneutraler Energietransporter. Das Interesse daran, Marinekraftstoff zu verwenden, wächst. Im Falle von E-Stickoxid könnten Schlepper, Fischerboote, Fähren und andere Schiffe, die speziell modifizierte Motoren verwenden, dabei unterstützt werden, die immer strengeren Vorschriften zur Begrenzung der NOx- und Schwefelemissionen in dicht besiedelten Küstengebieten zu erfüllen und im Falle von E-Booten auch ihren KOHLENSTOFF-Fußabdruck zu verringern.

Was ist E-Methan?

Methan, der Hauptbestandteile von Erdgas, ist ein weit verbreiteter fossiler Brennstoff. In den Vereinigten Staaten ist Methan die erste Energiequelle, die bei der Stromerzeugung verwendet wird. Methan und Erdgas sind auch zunehmend beliebte Kraftstoffe für Kraftfahrzeuge. Ein Power-to-Methan-System kombiniert einen E-Wasserstoff-Produktionsprozess mit CO2 um kohlenstoffneutrales E-Methan zu erzeugen. Mehrere E-Methan-Produktionsprozesse werden entwickelt und industrialisiert. Außerhalb der Stromerzeugung hat der Mining-Sektor ein hohes Interesse an diesen Prozessen gezeigt. Für Minen in entlegenen Gebieten können die Kosten für Lkw mit Benzin oder Diesel unerschwinglich hoch sein. Diese Minen können potenziell viel Geld sparen, indem sie ihre schweren Transporter mit E-Methan vor Ort und mit erneuerbarem Strom betanken, der lokal erzeugt wird.

Was ist E-Diesel?

Unternehmen und Forschungseinrichtungen auf der ganzen Welt entwickeln Prozesse zur Massenproduktion von flüssigen Kohlenwasserstoffen aus CO2 und Wasser mit E-Wasserstoff. Die Produktion von synthetischem Benzin, Strahlkraftstoff und Diesel ist geplant. Ein Vorteil dieser e-Kraftstoffe ist, dass sie in Standardmotoren als Drop-in-Kraftstoff verwendet werden können, wodurch ein CO2-neutraler Betrieb möglich ist, ohne dass Modifikationen an den Fahrzeugen oder die Kraftstoffinfrastruktur erforderlich sind.

Was ist E-Ammoniak?

Ammoniak ist eine weitere sehr häufige Chemische. Die Düngerindustrie verwendet sie in großen Mengen, und sie hat in bestimmten Situationen gelegentlich einen Brennstoff verwendet. Belgien beispielsweise wandelte Stadtbusse im Zweiten Weltkrieg auf Ammoniak um (die Busse wurden verschrottet, sobald fossile Brennstoffe wieder verfügbar waren).

In den 1960er Jahren nutzte die NASA das mit den X-15-Rockets angetriebene Flugzeug mit Ammoniak als Kraftstoff. Die Herstellung von Ammoniak aus Wasserstoff ist ein gut etablierter Prozess. Ammoniak oder E-Ammoniak könnte daher in einem Energie-zu-Wasserstoff-Zu-Ammoniak-System industriell ohne CO2 Emissionen erzeugt werden. E-Ammoniak wird als potenzielle Alternative zu Wasserstoff angesehen, da es einfacher zu lagern und zu transportieren ist. Wie Wasserstoff kann Ammoniak in speziell entwickelten Brennstoffzellen, Verbrennungsmotoren und Gasturbinen verwendet werden, ohne jegliche Emissionen freizusetzen.

E-Kraftstoffe sind ein Versprechen, aber alle müssen dennoch die Herausforderungen meistern, die ihre allgemeine Einführung verhindern. In fast allen Fällen sind die Produktionskosten das Hauptproblem. Außerhalb bestimmter spezifischer Anwendungsfälle gibt es oft andere niedrige CO2 Alternativen, mit denen E-Kraftstoffe konkurrieren müssen. Biokraftstoffe und Elektrobatterien haben in dieser Hinsicht einen vorsprung, da sie länger auf dem Markt sind.

Eine weitere Herausforderung stellen die Infrastrukturkosten dar, insbesondere bei nicht-kohlenwasserstofffreien E-Kraftstoffen. Weniger Schiffe können eingesetzt werden, wenn die Häfen nicht weit verbreitet sind. Die Kosten werden jedoch sinken, wenn die E-Kraftstoff-Technologie ausgereift ist und die Produktionsskalen steigen. Parallel dazu sind die Kosten für Lithium-Ionen-Batterien (die art, die in Elektrofahrzeugen verwendet wird und die meisten stationären Energiespeicher) in den letzten 30 Jahren um 98 % gesunken. Wenn E-Kraftstoffe einen Bruchteil davon haben, dauert es nicht lange, bis Sie sie an Ihrer örtlichen Tankstelle finden.

Zusätzlich zu den e-Kraftstoffen sollten Sie sich ansehen, zu den kohlenstoffarmen Kraftstoffen und zu den nachrüsten alternativer Kraftstoffe und zur Flexibilität von Kraftstoffen.

Power-to-X, E-Kraftstoffe und Ihr Unternehmen

Wahrscheinlich legen Sie bereits den Schwerpunkt auf die Bedürfnisse Ihres Unternehmens und überlegen sich, wie diese verschiedenen alternativen Kraftstoffe eine Rolle bei der Erfüllung Ihrer Anforderungen spielen können.

Berücksichtigen Sie zusätzlich zum Kraftstoff selbst die lokale Verfügbarkeit, die Vorschriften und Ihren Anwendungsfall ebenfalls. Diese zusätzlichen Faktoren schüren die einzigartigen Vorteile, die jede alternative Kraftstofflösung bietet.

Diese zusätzlichen Faktoren werden auch lokal gesteuert. Wenn Sie an einer geschäftlichen Diskussion interessiert sind, empfehlen wir Ihnen, Einen lokalen Partner mit einem tieferen Verständnis für Ihr Geschäft und Ihre Bedürfnisse zu unterstützen.

Aytek Yuksel – Cummins Inc

Aytek Yuksel

Aytek Yuksel ist der Content Marketing Leader bei Cummins Inc. mit schwerpunkt auf den Märkten für Power Systems. Aytek ist dem Unternehmen 2008 beigetreten. Seitdem war er in mehreren Marketingpositionen tätig und bringt Ihnen jetzt die Erkenntnisse aus unseren wichtigsten Märkten, von der Industrie bis zum Wohnbereich, ein. Aytek lebt mit seiner Frau und seinen zwei Kindern in Minneapolis im US-Bundesstaat Minnesota.

Erfahren Sie, wie Sie mit einer erfolgreichen Generator-Parallelschaltung für Notstromsysteme gegen Stromausfälle gewappnet sind

Das zentralisierte Stromnetz kann ausfallen, aber Ihr Standby-Stromversorgungssystem sollte nicht. Angesichts des sich verändernden Klimas und des veralteten zentralen Stromnetzes nimmt die Bedeutung von Notstromsystemen ständig zu. Dies wiederum hat den Bedarf an einer äußerst zuverlässigen Lösung für Standby-Stromversorgungssysteme erhöht.

Nehmen Sie am freien nächsten Webcast von Cummins Power Generation teil und dem beratenden Ingenieur am 17. Februar, um einen umfassenden Überblick über grundlegende Steuerungsfunktionen zu erhalten, die für die Parallelschaltung von Generatorsätzen zusammen und mit dem Stromnetz erforderlich sind. Die traditionelle Schaltanlagen-Parallelisierung wird überprüft und mit den integrierten Parallelschaltsteuerungen verglichen, die eine Architektur mit verteilter Logik verwenden, um ein zuverlässiges Parallelisierungssystem zu spezifizieren. Dieser Kurs kann auf Dauer-Lerngutschriften zurückgeführt werden, da sich die Teilnehmer für ein Abschlusszertifikat qualifizieren.

Dieses informative Seminar wird von unserem globalen technischen Berater Hassan Obeid geleitet. Hassan ist seit 2007 bei Cummins in einer Vielzahl von Funktionen im Bereich der Konstruktion von Stromversorgungssystemen, Projektentwicklung und Anwendungstechnik tätig. Seine Leidenschaft für die Lösung einer Vielzahl komplexer technischer Probleme führte ihn zur Entwicklung verschiedener wichtiger Komponenten von Stromversorgungssystemen wie Schaltanlagen, Steuerungen, Parallelschaltungen, Transferschaltern, Generatoranlagen und digitalen Lösungen für eine Vielzahl von Stromversorgungssystemanwendungen.

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Cummins ist ein weltweit führendes Unternehmen im Energiebereich, das Diesel- und Alternativkraftstoffmotoren von 2,8 bis 95 Litern, Diesel- und alternativ betriebene elektrische Generatoren von 2.5 bis 3.500 kW sowie zugehörige Komponenten und Technologien entwickelt, herstellt, verkauft und dienstleistungen anbietet. Cummins bedient seine Kunden durch sein Netzwerk von 600 firmeneigenen und unabhängigen Vertriebsniederlassungen und mehr als 7.200 Händlerstandorten in über 190 Ländern und Gebieten.

Cummins vergibt in Zusammenarbeit mit Great Minds in STEM Stipendien und leistet Unterstützung

Cummins Great Minds in STEM – 2021 Stipendien

Seit mehr als einem Jahrzehnt arbeitet Cummins mit Great Minds in STEM™ (GMiS) zusammen, um Stipendien zu vergeben, die hispanische Studenten bei der Suche nach MINT-verwandten Abschlüssen an US-Hochschulen unterstützen und dabei helfen, finanzielle Lücken zu schließen, damit sie sich auf ihre Zukunft konzentrieren können. Die diesjährigen Stenti-Empfänger von Cummins wurden während der virtuellen Konferenz der Organisation im letzten Monat gewürdigt, zusammen mit mehr als 80 anderen hervorragenden MINT-Akademikern aus dem ganzen Land.

Große Köpfe in MINT – Cummins-Gelehrten
Die diesjährigen GMiS-Stipendien-Empfänger von Cummins wurden bei der virtuellen Konferenz des Unternehmens gewürdigt.

"Die Kosten für die College-Bildung steigen von Jahr zu Jahr, und für einige Studenten hat dies den Traum, eine Höhere Bildung zu betreiben, unerreichbar gemacht", sagt Erika Mure, Direktorin für Datenwissenschaft und Innovation, Quality Analytics bei Cummins. "Durch unsere Teilnahme an GMiS ist Cummins bestrebt, TOP-MINT-Talente zu unterstützen und anzuziehen, die Innovation, vielfältige Erfahrungen und Einblicke in unser Unternehmen einbringen können."

Um in Verbindung mit dem GMIS-Stipendienprogramm für das Cummins-Stipendienprogramm anspruchsberechtigt zu sein, müssen Studenten akademische Leistungen, Führung und Engagement für Campus- und/oder Gemeindeaktivitäten ausstellen. Sie müssen in einen MINT-Abschluss und einen GPA von 3,0 oder höher einschreiben. Jeder Cummins-Mitarbeiter erhielt $5.000 und die Möglichkeit, 2022 ein Interview mit Cummins für ein Praktikum oder eine Co-op-Position zu erhalten.

Während der diesjährigen GMiS-Konferenz wurde Cummins Supplier Quality Manager, Herr Escobar, mit dem "The Spotlight Award" ausgezeichnet. Dies ist eine Auszeichnung für diejenigen, die als Führungskräfte und Vorbilder in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik erheblich zum hispanischen Technischen Umfeld beitragen.

Mehr lesen: GMiS Im Fokus: Jesus Escobar von Cummins Inc. – Great Minds in STEM

Cummins hat auch an der Konferenz teilgenommen und mehrere Veranstaltungen gesponsert, darunter [email protected] in Computing, Speed Networking, College Bowl, einen Hackathon, ein Webinar mit dem Titel "Things Your Parents Didn't Tell You", und eine virtuelle Karrieremesse.

Great Minds in STEM™ ist das Tor für Hispanics in den Bereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik. Die 1989 als HENAAC gegründete Great Minds in STEM konzentriert sich auf MINT-Bildungsprogramme für Schüler vom Kindergarten bis zur beruflichen Ausbildung. Die Partnerschaft zwischen Cummins und Great Minds in STEM besteht seit fast einem Jahrzehnt.

Mehr lesen: GMiS-Stipendien – Three GMiS 2021 Die Wissenschafter,die mit Cummins-Stipendien ausgezeichnet wurden – Great Minds in STEM
 

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Catherine Morgenstern - Cummins Inc.

Katherina Morgenstern

Als Marken-Moderatorin bei Cummins befasst sie sich mit Themen wie alternative Antriebe, Digitalisierung, Fertigungsinnovationen, Eigenständigkeit, Nachhaltigkeit und Arbeitsplatztrends. Sie verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Unternehmenskommunikation und war zuletzt in Führungspositionen im Bereich industrielle Investitionsgüter tätig.

Sie begann ihre Karriere als Marketing-Werberin bei einem Unternehmen für Markentechnik. Dort hat sie gelernt, komplizierte und höchst technische Informationen zu nutzen und sie für jeden zugänglich zu machen. Sie ist davon überzeugt, dass das Konzept des "Geschichtenerlebens" mehr als ein Modewort ist und findet gerne Möglichkeiten für ihre Leser, persönliche Beziehungen zu ihren Themen herzustellen. Katherina hat eine Leidenschaft für Technologie und Innovation, und wie diese Verbindung in unserem gesamten Leben etwas bewirken kann.

Vor kurzem zog sie nach mehreren Jahrzehnten in Los Angeles und Chicago in ihre Heimatstadt im Hudson Valley, New York, zurück. Sie ist Absolventin der UCLA und verbringt viel Zeit mit ihrem Mann und ihren drei Kindern.

Was ist der Wasserstoff-Regenbogen?

Vielleicht haben Sie schon einmal von blauem Wasserstoff, grünem Wasserstoff oder sogar pinkem Wasserstoff gehört, aber was bedeuten diese multi-hued Deozeichen tatsächlich? Die Farben, aus denen der Wasserstoff-Planeten besteht, berichten uns sehr darüber, wie jede bestimmte Art von Wasserstoff erzeugt wird und welche Auswirkungen dieser auf unseren Planeten haben kann.

Wasserstoff mag das am häufigsten vorkommende Element im Universum sein, aber er existiert nicht von alleine aus. Stattdessen wird er durch eine Reihe von Prozessen erzeugt, die alle unterschiedliche Arten von Energie erzeugen, die mit ihren eigenen Vorteilen, Nebenprodukten und Verwendungen verbunden sind. Die Herstellungmethode ist es, die jeder Art wasserstoffbetriebenen Wasserstoff seinen eigenen Namen verleiht . Obwohl es keine universelle Namensgebung gibt, können sich Definitionen im Laufe der Zeit ändern und von Land zu Land variieren.

Lassen Sie uns den aktuellen Wasserstoff-Farbcode aufbrechen und einen Blick darauf werfen, wie einer der Wasserstoffarten vor allem Wissenschaftler und Hersteller zum Topf mit Gold - einer emissionsfreien Zukunft - am Ende des Wasserstoff-Decks führt.

Grauer Wasserstoff

Grauer Wasserstoff wird aus Erdgas, am häufigsten Methan, durch einen Prozess namens Dampfmethan erzeugt. Obwohl es derzeit die gängigste Form der Wasserstoffproduktion ist, werden die dabei entstehenden Treibhausgase nicht aufgefangen.

Blue Hydrogen (Blue Wasserstoff)

Blue Hydrogen basiert auf dem konventionellen Prozess der Dampfmethanreformierung, aber das als Nebenprodukt erzeugte Kohlendioxid wird im Untergrund aufgefangen und entlüftet. Er ist eine Quelle für sauberen Wasserstoff mit niedrigem Kohlenstoffgehalt.

Türkisfarbener Wasserstoff

Als eine der neueren Farben, die dem Wasserstoffspektrum beizutreten, wird türkisfarbener Wasserstoff durch einen Prozess namens Methan-Pyrolyse erzeugt. Seine Hauptausgangsstoffe sind Wasserstoff und fester Kohlenstoff. Zwar hat türkisfarbener Wasserstoff im Großen und Ganzen noch keinen erwiesenen Einfluss, aber er hat durchaus Potenzial als emissionsarme Lösung, wenn Wissenschaftler Möglichkeiten finden können, den thermischen Prozess mit erneuerbarer Energie anzutreiben und das Kohlenstoff-Nebenprodukt richtig zu nutzen oder zu speichern.

Pinker Wasserstoff

Pinker Wasserstoff nutzt Kernenergie, um die zur Herstellung erforderliche Elektrolyse zu schüren. Die hohen Temperaturen der Kernreaktoren bieten einen weiteren Vorteil – die extreme Wärme erzeugt Dampf, der für die Elektrolyse oder die Dampfmethanreformierung auf fossiler Gasbasis in anderen Formen der Wasserstoffproduktion verwendet werden kann.

Brown/Black Wasserstoff

Wenn grüner und blauer Wasserstoff den Schlüssel zur sauberen Wasserstoffproduktion hat, dann ist browner oder schwarzer Wasserstoff genau das Umgekehrte und der umweltschädlichste. Wenn man sich auf die Vergasung von Kohle zur Erzeugung von Wasserstoff verlässt, setzt dieses Verfahren schädliche Kohlenstoffemissionen frei, die unser Klima nachhaltig belasten.

Grüner Wasserstoff

Trotz des Wasserstoffvorkommens ist grüner Wasserstoff die einzige Varietät, die mit null schädlichen Treibhausgasemissionen produziert wird. Er wird mit erneuerbaren Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft zur Elektrolyse von Wasser erzeugt. Bei der entstehenden Reaktion entsteht nur Wasserstoff und Sauerstoff, was bedeutet, dass dabei kein Kohlendioxid ausgestoßen wird.

Obwohl die Vorteile von grünem Wasserstoff beträchtlich sind, ist seine Produktion heute teurer. Daher macht grüner Wasserstoff nur einen kleinen Prozentsatz der aktuellen Wasserstoffproduktion aus. Aber sobald neue Fortschritte und Innovationen im Bereich grünen Wasserstoff entstehen, wird der Preis sinken und wird sicherlich weltweit üblich sein.

Die Zukunft von Wasserstoff ist grün

Wasserstoff wird seit mehr als zwei Jahren als Brennstoff verwendet. Heute werden Tausende von Fahrzeugen und Maschinen auf der ganzen Welt von Wasserstoffbrennstoffzellen angetrieben. Die Betonung der Reduktion von Kohlenstoffemissionen und die Arbeit für eine grünere, nachhaltige Zukunft hat den Fokus vieler Führungskräfte von Energie, einschließlich Cummins, auf Investitionen und Innovationen in der grünen Wasserstoffproduktion gelegt. Es könnte sich am Ende des Wasserstoff-Stapels als Gold erweisen.

Die Produktionskosten haben die Einführung von Wasserstoffantrieb im großen Maßstab verlangsamt. Viele Führende in der Energiebranche setzen jetzt darauf, Wasserstoffbrennstoffzellen für die Verbraucher leichter zugänglich zu machen. Cummins baut auf unserer industry-führenden Elektrolyseur-Technologie auf um die Kosten von Wasserstoffbrennstoffzellen zu senken und es zu erleichtern, green Power-Lösungen in die Hände unserer Kunden zu bekommen.

Grüner Wasserstoff steht nicht nur im privaten Sektor im Mittelpunkt. Regierungen auf der ganzen Welt entwickeln Wasserstoffstrategien und verabschiedungen Gesetze, um die Produktion und Verwendung dieser grünen Technologien zu fördern.

Die aufregenden Möglichkeiten des grünen Wasserstoffs leiten die Innovation für Cummins und andere Führungskräfte der Energieversorgung, aber die Idee einer emissionsfreien Zukunft kann nicht nur auf grünem Wasserstoff ruhen. Wir nutzen alle unsere alternativen Energietechnologien zur weiteren globalen Dekarbonisierung und bieten unseren Kunden, die auf Nachhaltigkeit abzielen, die richtigen Lösungen zur richtigen Zeit.

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Cummins ist ein weltweit führendes Unternehmen im Energiebereich, das Diesel- und Alternativkraftstoffmotoren von 2,8 bis 95 Litern, Diesel- und alternativ betriebene elektrische Generatoren von 2.5 bis 3.500 kW sowie zugehörige Komponenten und Technologien entwickelt, herstellt, verkauft und dienstleistungen anbietet. Cummins bedient seine Kunden durch sein Netzwerk von 600 firmeneigenen und unabhängigen Vertriebsniederlassungen und mehr als 7.200 Händlerstandorten in über 190 Ländern und Gebieten.

Arten von dezentralen Energieressourcen

Verteilte Energieressourcen oder DER haben sich im laufe des letzten Jahrzehnts schnell erweitert. Ihre Expansion ist eine der wichtigsten Veränderungen, die der Sektor der Energieerzeugung in diesem Zeitraum erlebt hat.

Sollten Sie neue Abgasgrenzwerte haben, sollten Sie sich ansehen, über verteilte Energieressourcen verfügen und wie diese funktionieren bevor Sie weiterfahren.

Hausbesitzer und Unternehmen installieren DERs, um ihre Energiekosten zu reduzieren und im Falle eines Wartungsausfalls Notstrom zu haben.

Versorgungsunternehmen und unabhängige Stromerzeuger (IPPs) installieren DERs als einzelbetriebliche Anlagen am Netz, um eine Vielzahl von Netzdienstleistungen zu liefern. In zunehmendem Maße konzentriert sich die Branche auf die Aggregierung von privaten und kommerziellen Abgasgrenzwerten, um Dienstleistungen für das Stromnetz bereitzustellen. In diesen Anwendungsfällen gibt es mehrere Arten von dezentralen Energieressourcen, einschließlich der Getriebeaufschiebung und des Erzeugungsausgleichs.

Die DER umfassen mehrere Kategorien von kleinen und modularen Elektrische Erzeugung Technologien. Hier sind die wichtigsten:

Kleine Wasserkraft als dezentrale Energieressource

Wasserkraft ist nach wie vor eine der am weitesten verbreiteten Formen von erneuerbarer Energie.

Es gibt Wasserkraftwerke aller Art, von den riesigen Dämmen der Tennessee Valley Authority bis hin zu kleinen Laufturbinen am Fluss, die ein paar Kilowatt Leistung liefern. Kleinwasserkraftwerke bestehen aus Einheiten kleiner als 5 MW, wobei die Definitionen variieren. Kleine Wasserkraftwerke umfassen in der Regel keinen Damm, daher haben sie weniger Umweltbelastung als große Projekte und können mit weniger rotem Band gebaut werden.

Kleine Wasserkraftwerke werden überall dort gebaut, wo Bäche, Flüsse und andere Wasserressourcen zur Verfügung stehen. Dies führt natürlich zu einem hoch verteilten Entwicklungsmodell.

Solar als dezentrale Energieressource

Solarmodule sind eine der am schnellsten wachsenden Technologien für die Stromerzeugung.

Im Wohnbereich, im gewerblichen und industriellen Sektor wurde das Wachstum der Solarstromversorgung durch Eine-Einschalt- und Netzmessungsrichtlinien sowie schnell fallende Preise für Solaranlagen unterstützt. Im Rahmen der Eintopf-Tarife müssen Versorgungsunternehmen Solarstrom bei Hausbesitzern und Unternehmen erwerben, meist zu einem attraktivem Preis.

Die Nettomessungsrichtlinien ermöglichen es Solarerzeugern derweil, den von ihnen erzeugten Strom gegen ihren Verbrauch auf ihre Stromrechnung zu verbuchen. Wenn solche Richtlinien vorhanden sind, sind daher erhebliche Mengen an solaren Abgasrückgängen in das breitere Stromnetz integriert.

Nachfragereaktion als dezentrale Energieressource

Nachfragereaktionsregelungen gibt es ebenfalls seit langem.

Traditionell handelte es sich dabei um Vereinbarungen zwischen Versorgungsunternehmen und Industriestandorten mit großen elektrischen Lasten. Wenn das Versorgungsunternehmen anriete, schaltete das Werk eine Reihe großer Maschinen oder Heizungen ab, um die Last des Stromnetzes zu entlasten.

In jüngster Zeit tendieren die Nachfragereaktionen zu einer noch dezentraleren Form.

Änderungen im regulatorischen Umfeld haben es Hausbesitzern und kleinen Unternehmen ermöglicht, sich an Denkaggregaten für Nachfragereaktionen zu beteiligt. Die Last eines einzigen Heims ist in Bezug auf den Netzausgleich nicht von maßgeblicher Bedeutung. Zusammengefasst stellt die Last aus mehreren Tausend Häusern jedoch einen DER dar, den Versorgungsunternehmen von hohem Wert sind.

Batterieenergiespeicher als verteilte Energieressource

Der Batteriespeicher ist seit seinem Erscheinen im Energiesektor als Technologie im Jahr 2016 rasant gewachsen.

Die meisten stationären Batteriesysteme, die im Einsatz oder im Bau sind, verwenden heutzutage Lithium-Ionen-Batterien der gleichen Art wie Smartphones und Elektrofahrzeuge, aber andere Arten von stationären Energiespeichertechnologien werden manchmal in Stromversorgungsanwendungen verwendet. Strömungsbatterien zum Beispiel sind eine aufkommende Kategorie von Energiespeicherbatterien, die einen flüssigen Elektrolyt verwenden und sehr lange bestehen können, um viele der technologischen Herausforderungen von Lithium-Ionen-Batterien zu bewältigen.

Es gibt Batteriespeichersysteme aller Größenstufen, von großen zentralen Systemen mit mehreren hundert Megawatt-Stunden Kapazität bis hin zu Batteriepacks für Haushalte, die für wenige Kilowattstunden ausgelegt sind. Letzteres kann in virtuelle Kraftwerksaggregate zusammen mit Nachfragereaktionsverträgen integriert werden. Aggregate für Den Wohnbereich-Energiespeicher sind tatsächlich eine Innovation, die erst kürzlich im großen Stil eingesetzt wurde.

Stromgeneratoren als dezentrale Energieressourcen

Einzelne Stromgeneratoren sind eine beliebte Wahl für viele Unternehmen und Hausbesitzer. Private und Stromaggregate werden üblicherweise zur Notstromversorgung verwendet.

Arten von dezentralen Energieressourcen

Für Rechenzentren, Krankenhäuser, Luftverkehrskontrollzentren und viele andere Arten von Aktivitäten kann ein Stromausfall zu erheblichen nachteiligen Folgen führen, so dass Backup-Generatoren im Falle eines Netzausfalls vor Ort aufbewahrt werden.

Einige Einrichtungen nutzen auch während der normalen Zeiten Generatoren vor Ort, um ihr Energieprofil zu optimieren. Meistens erfüllen diese Generatoren den eigenen Bedarf der Anlage und sind nicht so mit dem Netz verbunden, dass sie Strom exportieren können.

In zunehmendem Maße können Facility-Manager jedoch Stromkaufverträge (PPAs) mit dem Versorgungsunternehmen oder mit privaten Abnehmern abschließen, denen sie über das Netz Strom liefern. Aus wirtschaftlicher Sicht ist dies sehr sinnvoll. Warum lassen Sie Backup-Generatoren nicht mehr als 99 % der Zeit, in der sie stattdessen zum Geld verdienen verwendet werden könnten?

Nicht nur große industrielle Generatoren können zum Stromexport ins Netz verwendet werden. Kommerzielle und private Generatoren im kleinen Maßstab können auch potenziell in virtuellen Kraftwerken zusammengefasst werden, wie es auch Nachfragereaktionen und Batteriesysteme sind.

Kommende Technologien der dezentralen Energieressourcen

Verteilte Energieressourcen gehören zu einem Feld, das sich schnell weiterentwickelt.

Mehrere kommende Technologien werden in den nächsten zwei Jahrzehnten wahrscheinlich einen großen Anklang erzielen. Fuel-Zellen zum Beispiel auf Technologien angewiesen, die gut durchdacht sind. Auch wenn ihre Kosten für Anwendungen in der Regel unerschwbar hoch sind, entwickeln viele Unternehmen und Forschungseinrichtungen kostengünstigere Brennstoffzellen. In einem Heim könnte eine Brennstoffzelle entweder mit Erdgas oder Wasserstoff betrieben werden und Strom, Wärme und Warmwasser liefern – alles in demselben Paket. Brennstoffzellen könnten wie Generatoren auch mit dem Netz verbunden werden und als Abgasgrenzwerte dienen.

Einige sehen in der Nutzung von Elektrofahrzeugen zur Energiespeicherung am Netz eine Art Holy Glauf der DER-Technologie. Elektrofahrzeuge enthalten Lithium-Ionen-Batteriezellen, die den Batteriezellen in Haushaltsbatteriepacks und in groß angelegten Energiespeicheranwendungen sehr ähnlich sind. Wenn sie verstopft sind, können ihre Batterien als dezentrale Energiespeichergeräte für das Netz dienen. Es gibt verschiedene technische und praktische Hindernisse, die zu überwinden sind, bevor dies der Fall sein kann, aber dies ist ein Bereich der aktiven Forschung und Entwicklung.

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