Wichtige Hinweise zur Auswahl einer Stromquelle

Um den Strombedarf trotz Verzögerungen zu decken, stehen Midstream-Unternehmen mehrere Optionen zur Verfügung.

Da der Strombedarf stetig steigt, wird der Bedarf an zuverlässigen Stromquellen, insbesondere in abgelegenen oder infrastrukturell schwach ausgebauten Regionen, immer dringlicher. Der Midstream-Energiesektor sieht sich aufgrund langer Vorlaufzeiten bei Netzanschlüssen häufig mit Versorgungsengpässen konfrontiert. Wie Ryan Rudnitzki, Senior Vice President of Sales bei RPower, erklärt, hängen die Möglichkeiten zur Überbrückung dieser Versorgungslücken stark von den jeweiligen Gegebenheiten ab.

Obwohl Rudnitzkis Arbeitgeber, das in Texas ansässige Unternehmen RPower, eine Reihe von Dienstleistungen anbietet, darunter die Planung, den Bau, den Besitz, den Betrieb und die Wartung von Stromerzeugungssystemen, sagte er, dass jede Anwendung anders sei.

„Es gibt keine Universallösung. Die beste Option zur Deckung Ihres Energiebedarfs hängt von den jeweiligen Gegebenheiten ab“, sagte Rudnitzki während eines Vortrags auf der Gas Machinery Conference (GMC) 2024 in Houston. Rudnitzkis Vortrag mit dem Titel „Warten auf die Stromversorgung – Wie die Elektrifizierung unserer Branche Projekte beeinflusst und welche Möglichkeiten bestehen, die gewünschten Anforderungen zu erfüllen“ beleuchtete die Optionen und Herausforderungen der Elektrifizierung von Betrieben in der Erdgasindustrie .

Aktuelle Trends in der Stromerzeugung

Rudnitzki betonte, dass das Stromnachfragewachstum in den letzten zwei Jahrzehnten stagniert sei, was teilweise auf Effizienzsteigerungen im Energieverbrauch zurückzuführen sei, trotz des steigenden Konsums von Elektronik und digitalen Geräten. Neue Faktoren wie die Elektrifizierung der Industrie und der Aufstieg von Rechenzentren treiben die Nachfrage jedoch in die Höhe. „Mit der zunehmenden Elektrifizierung aller Bereiche und dem Wachstum von Rechenzentren ist ein deutlicher Anstieg der Nachfrage zu erwarten “, sagte er.

Ein wesentlicher Faktor für diesen Nachfrageanstieg ist das rasante Wachstum von künstlicher Intelligenz (KI) und Cloud Computing, die stark auf Rechenzentren angewiesen sind. Laut Rudnitzki deuten extremere Prognosen darauf hin, dass sich der Strombedarf theoretisch in den nächsten fünf Jahren verdoppeln könnte, obwohl Herausforderungen wie Netzkapazitätsengpässe und Effizienzsteigerungen einen solch rasanten Anstieg wahrscheinlich verhindern werden.

Gleichzeitig verändert sich der Energiemix. „Im ersten Halbjahr stammten 70 % der neu erzeugten Energie aus Wind- und Solarenergie“, betonte er, parallel zum Wachstum bei Batteriespeichern . Trotzdem unterstreichen die Schwankungen erneuerbarer Energiequellen und der Bedarf an bedarfsgerechter Stromerzeugung die anhaltende Bedeutung von Erdgas. Rudnitzki merkte an, dass Erdgas weiterhin ein entscheidender Bestandteil des Energiemixes sei, insbesondere in Texas, wo erhebliche Anreize den Ausbau der Erdgasverstromung fördern, um die Netzstabilität zu gewährleisten.

Herausforderungen in der Stromversorgung: Eine Fallstudie aus Texas

Eine wesentliche Herausforderung bei der Stromversorgung besteht in der Diskrepanz zwischen Bedarf und der Geschwindigkeit, mit der Energieversorger neue Anschlüsse bereitstellen können. Rudnitzki präsentierte ein hypothetisches Szenario, in dem ein Midstream-Unternehmen Strom für eine neue Verarbeitungsanlage benötigt, aber mehrere Jahre auf einen Netzanschluss warten muss.

Wie Rudnitzki erklärte: „Ein Midstream-Unternehmen könnte Strom vom Energieversorger anfordern, dieser könnte ihn aber erst ab 2030 liefern, was zu einer mehrjährigen Verzögerung führen würde, bevor das Kraftwerk in Betrieb gehen kann.“ Diese Lücke, die anfänglich eine zusätzliche Verzögerung von 18 Monaten im ohnehin geplanten 18-monatigen Projektzeitplan verursachen könnte, verlängert sich aufgrund systemischer Probleme und des gestiegenen Strombedarfs, insbesondere in Gebieten wie Texas, oft deutlich.

In solchen Fällen müssen Midstream-Unternehmen alternative Energielösungen in Betracht ziehen, da die traditionellen Energieversorger die erforderlichen Lieferzeiten nicht einhalten können. Rudnitzkis Erfahrung mit diesen Unternehmen unterstreicht die wachsende Besorgnis: „Es geht nicht nur um den Strombedarf, sondern auch darum, dem Produzenten im Vergleich zur Konkurrenz keine höheren monatlichen Stromrechnungen zu stellen“, sagte er.

Energieoptionen zur Überbrückung der Lücke

Um den Strombedarf trotz Verzögerungen zu decken, stehen Midstream-Unternehmen mehrere Optionen zur Verfügung, die Rudnitzki in drei grundlegende Ansätze unterteilt hat:

Motorbetriebene Anlagen: Der Einsatz von erdgasbetriebenen Kompressoren ist eine gängige Lösung, wenn Unternehmen nur eingeschränkten oder verzögerten Zugang zu Strom haben. Dieser Ansatz ist besonders attraktiv, wenn Erdgas vor Ort problemlos verfügbar ist. Rudnitzki erklärte: „Wenn die Anlage ohnehin mit Strom versorgt werden muss, ist es manchmal kostengünstiger, sie vollständig zu elektrifizieren und dabei 30 MW statt nur 15 MW zu verbrauchen. Kann das örtliche Umspannwerk jedoch nur 15 MW liefern, kann man sich für motorbetriebene Kompressoren entscheiden, um auf eine zusätzliche Stromerzeugung vor Ort zu verzichten.“

Mietstromerzeugungsanlagen: Mietstrom ist eine effektive Lösung, um Stromausfälle für kürzere Zeiträume zu überbrücken. Rudnitzki beschrieb dies als eine Option, die sich für temporären Strombedarf eignet: „Mietstromerzeugungsanlagen sind ideal, wenn Sie kurzfristig eine schnelle Lösung benötigen.“

Mikronetze: Mit zunehmender Dauer der Stromausfälle werden Mikronetze zu einer wirtschaftlich sinnvolleren Lösung. „Mikronetze lohnen sich besonders, wenn es darum geht, Stromausfälle von drei, vier oder mehr Jahren zu überbrücken“, so Rudnitzki. Mikronetze sind typischerweise langfristige, schlüsselfertige Anlagen, die Stromerzeugungsanlagen, Schaltanlagen und gegebenenfalls Transformatoren integrieren.

Mikronetze: Eine längerfristige Lösung

Mikronetze werden zunehmend als robuste Lösung für Stromversorgungslücken in energieintensiven Branchen in Betracht gezogen, insbesondere in solchen, die auf eine konstante und zuverlässige Stromversorgung angewiesen sind. Auch wenn die anfänglichen Kosten für den Aufbau eines Mikronetzes im Vergleich zur Anmietung oder Nutzung motorbetriebener Geräte hoch erscheinen mögen, können die langfristigen Vorteile diese Kosten in Situationen, in denen die Überbrückung einer Stromversorgungslücke Jahre dauern könnte, überwiegen.

„Die Wirtschaftlichkeit von Mikronetzen wird deutlicher, wenn man den temporären Strombedarf für drei bis fünf Jahre betrachtet“, sagte Rudnitzki. Er betonte, dass die Integration erneuerbarer Energiequellen , Batteriespeicher und lokaler Stromerzeugung die Versorgungssicherheit erhöht, die Abhängigkeit von traditionellen Energieversorgern verringert und die Risiken von Stromschwankungen mindert.

Herausforderungen bei der Stromverfügbarkeit und -planung

Ein zentrales Problem für Unternehmen ist die nicht rechtzeitige Stromversorgung, oft aufgrund langer Wartezeiten bei der Bearbeitung von Stromanträgen durch die Energieversorger . Rudnitzki erklärt: „Es ist nicht so, dass es gar keinen Strom gäbe; Stromausfälle gibt es natürlich häufig. Aber es kann auch vorkommen, dass die Bearbeitungszeiten der Energieversorger so lang sind, dass man unter Umständen ein Jahr warten muss, bis überhaupt etwas bearbeitet wird. Selbst wenn also Strom verfügbar ist, wartet man lange auf eine Antwort.“

Nach Prüfung eines Netzanschlussantrags stellen Energieversorger häufig fest, dass sie spezielle Ausrüstung installieren müssen, um eine sichere und stabile Stromverteilung zu gewährleisten. Zu dieser Ausrüstung gehören beispielsweise Transformatoren, Schalter, Wiedereinschaltautomaten und Leistungsschalter. Aufgrund von Lieferkettenproblemen kann es bei diesen Komponenten zu erheblichen Lieferzeiten kommen, und manche Versorger haben aufgrund von Personalmangel Schwierigkeiten, die Installation fristgerecht durchzuführen.

Angesichts solcher Verzögerungen müssen Unternehmen ihre Erwartungen oft anpassen. „Aufgrund bisheriger Erfahrungen gingen die Leute von bestimmten Anschlusszeiten aus und müssen nun feststellen, dass sie nicht einfach das Kabel in die Steckdose stecken und erwarten können, dass Strom da ist“, sagte Rudnitzki. Daher müssen Unternehmen alternative Stromversorgungslösungen in Betracht ziehen, um die Zeit bis zum endgültigen Netzanschluss zu überbrücken.

Motorbetriebene Kompression zur Reduzierung des Strombedarfs

Eine mögliche Lösung für Unternehmen mit dringendem Strombedarf ist der Einsatz motorbetriebener Kompressoren . Rudnitzki hob hervor, dass motorbetriebene Kompressoren für die Einlass- und/oder Restkompression die Nachfrage der Kunden nach Netzstrom reduzieren könnten. Dieser Ansatz könnte insbesondere in Regionen mit unzuverlässiger Netzinfrastruktur von Vorteil sein.

Ein weiterer Vorteil motorbetriebener Lösungen, insbesondere für Gasunternehmen, besteht darin, dass sie oft vollständig abgesichert sind. Wie Rudnitzki erklärt: „Das Gas, das zum Betrieb der Kompressionsanlage verwendet wird, wird einfach an den Produzenten zurückgespeist. Und wenn der Produzent viel für den Gasverbrauch in Ihrer Anlage bezahlt, erzielt er am Markt auch hohe Preise für sein Gas, sodass ihm die Preisentwicklung weniger wichtig ist.“

Trotz ihrer Effektivität birgt die Nutzung von Gasmotoren auch Nachteile. Zwar sind Gasmotoren effizient, doch ihre Emissionen sind im Vergleich zu elektrischen Alternativen oft höher. Dies ist insbesondere im Hinblick auf Emissionsreduzierungen und Nachhaltigkeitsziele relevant. „Gasmotoren sind sauber, aber das Stromnetz, insbesondere in Texas, ist aus CO₂-Äquivalent-Sicht (CO₂e) sauberer“, so Rudnitzki. Unternehmen, die sich auf Emissionsreduzierung konzentrieren, könnten ihre Ziele gefährden, wenn sie zu stark auf Gasmotoren setzen .

Ein Notstromaggregat wurde bei Kristen Distribution in Byron, Texas, installiert.

Darüber hinaus erfordern Gasmotoren einen höheren Wartungsaufwand und weisen eine geringere Verfügbarkeit auf, wenn sie nicht ordnungsgemäß gewartet werden. „In Verbrennungsmotoren passieren viele Dinge gleichzeitig, und sie haben mehr bewegliche Teile als Elektromotoren , daher ist der Aufwand für die Aufrechterhaltung der Verfügbarkeit höher“, sagte Rudnitzki.

Mietstromerzeugung: Eine kurzfristige Stromversorgungslösung

Eine weitere praktikable Option zur Stromversorgung ist die Anmietung von Stromerzeugungsanlagen, die typischerweise für kurzfristige Bedarfe eingesetzt wird. Rudnitzki beschreibt eine Lösung als „elegant“: Anhänger mit Turbinen. Für kleinere Flächen, wie beispielsweise in der Marcellus-Schiefergasregion , können Mietgeneratoren mit Turbinen eine sehr effektive Option sein. „Das ist eine wirklich gute Lösung“, erklärt er, „wenn man von Kunden spricht, beispielsweise in der Marcellus-Region, die ohnehin wenig Platz haben, geschweige denn für eine eigene Stromerzeugung.“

Mietturbinen weisen jedoch einige Nachteile auf. Ihre Leistung kann sich in größeren Höhen und/oder bei extremen Temperaturen verschlechtern. Rudnitzki spricht von einem Leistungsverlust von 25 %, wenn Turbinen in größeren Höhen und bei höheren Temperaturen eingesetzt werden. Ein weiterer Aspekt ist, dass größere Turbinen zwar in der Regel effizienter sind, der Ausfall einer Einheit jedoch einen erheblichen Kapazitätsverlust zur Folge hat. Zudem kann es bei schwankender Last am Standort vorkommen, dass die Turbine nicht immer optimal ausgelastet ist, was sich auf Wartungsintervalle und Kraftstoffverbrauch auswirken kann.

Eine Alternative zu Turbinen sind Generatoren mit Hubkolbenmotoren , die je nach Bauart die genannten Probleme beheben können. Allerdings sind die Mietkosten für Motoren in der Regel höher, der Betriebs- und Wartungsaufwand ist intensiver, und sie benötigen oft mehr Platz für den gleichen Leistungsbedarf.

Mikronetzlösungen: Ein nachhaltiger, langfristiger Ansatz

Das Konzept der Mikronetze bietet eine innovative Lösung für die Herausforderungen der Energieversorgung und ermöglicht eine dauerhaftere und nachhaltigere Energieinfrastruktur. Mikronetze können so konzipiert werden, dass sie in vielen Fällen nicht nur den Kunden, sondern auch das übergeordnete Stromnetz mit Notstrom versorgen. Rudnitzki erklärte: „Die Idee ist im Prinzip folgende: Sie liefern uns Gas, und wir liefern Ihnen Strom mit der gewünschten Spannung. Wir legen quasi eine Linie um unser kleines Grundstück, und Gas fließt hinein, Strom hinaus .“

Mikronetze bieten insbesondere in deregulierten Märkten wie ERCOT Vorteile, da Unternehmen dort ihre Strompreise absichern und das Risiko starker Preisschwankungen nach der Netzanbindung vermeiden können. Durch die Überwachung der Echtzeitpreise können Unternehmen ihr Mikronetz bei hohen Strompreisen aktivieren und so ihre Gesamtstromkosten kontrollieren und die Anfälligkeit für Marktschwankungen verringern.

Die Implementierung eines Mikronetzes ist jedoch nicht ohne Herausforderungen. Sie erfordert erhebliche Vorabinvestitionen – typischerweise zwischen 1.000 und 2.000 US-Dollar pro Kilowatt für die Installation – was sie für kurzfristige Bedarfe oft weniger attraktiv macht. Darüber hinaus erfordern Betrieb und Wartung von Mikronetzen Spezialkenntnisse, die in Unternehmen, die sich auf ihr Kerngeschäft konzentrieren, möglicherweise nicht ohne Weiteres vorhanden sind.

Diese Probleme lassen sich durch eine Partnerschaft mit einem Unternehmen lösen, das eine schlüsselfertige Anlage baut und vermietet, die von einem Drittanbieter (wie RPower) betrieben und gewartet wird. Im Anwendungsfall von RPower liegt die Umweltgenehmigung beim Eigentümer des Mikronetzes, wodurch eine Zusammenlegung mit der Genehmigung des Stromabnehmers vermieden wird.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil von Mikronetzen liegt in der Möglichkeit, durch wirtschaftliche Lastverteilung und Notfallmaßnahmen Einnahmen zu generieren. Beispielsweise können Unternehmen bei steigenden Strompreisen Strom vor Ort erzeugen und ins Netz einspeisen. Ebenso können Unternehmen in Märkten wie ERCOT durch die Teilnahme an Programmen wie dem Four Coincident Peak (4CP)-Programm die Nachfragekosten senken, indem sie ihren Verbrauch während der Spitzenlastzeiten reduzieren. Da RPower ein Stromversorger und eine qualifizierte Einsatzplanungsstelle der Stufe 4 bei ERCOT ist und über jahrzehntelange Erfahrung im Energiemanagement und im Bereich Stromerzeugungsanlagen verfügt, ist das Unternehmen laut Rudnitski bestens positioniert, um den Wert und die Verfügbarkeit von Erzeugungsanlagen zu optimieren.

Abschluss

Da der Energiebedarf stetig steigt und die Netzinfrastruktur mit diesem Wachstum kaum Schritt halten kann, suchen Öl- und Gasunternehmen nach alternativen Energielösungen. Motorbetriebene Kompressoren und Mietaggregate bieten zwar kurzfristige Lösungen, doch Mikronetze können eine nachhaltige, langfristige Lösung für zuverlässige Stromversorgung und Kostenmanagement darstellen. Trotz der Herausforderungen im Zusammenhang mit Anschaffungs-, Betriebs- und Wartungskosten bieten Mikronetze Unternehmen die Möglichkeit, nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung zu sichern, sondern auch Einnahmen zu generieren und die Anfälligkeit gegenüber Marktpreisschwankungen zu reduzieren.

Wie Rudnitzki es ausdrückt: „Man wirft sein Geld bei der Vermietung nicht einfach zum Fenster hinaus, denn man verdient dabei sogar noch Geld.“ Die Entwicklung von Lösungen zur Stromerzeugung – ob durch Gasmotoren, Turbinen oder Mikronetze – stellt einen bedeutenden Wandel hin zu dezentraleren, flexibleren und wirtschaftlich tragfähigeren Energieinfrastrukturen für Branchen dar, die mit den Anforderungen der modernen Energielandschaft zu kämpfen haben.

Kasten:

Über RPower | RPower wurde 2021 gegründet und ist ein Energieerzeugungsunternehmen mit Fokus auf Primär- und Notstromlösungen. RPower ist spezialisiert auf die Stromversorgung von Unternehmen mit geschäftskritischen Lasten und konzentriert sich dabei auf energieintensive Branchen wie Rechenzentren und die Öl- und Gasindustrie . Das Team von RPower, bestehend aus Analysten und Ingenieuren, verfügt über langjährige Erfahrung in der Energiewirtschaft und betreut große Industriekunden und Energieversorger in den Bereichen Projektentwicklung, Anlagenbetrieb, Anlagenoptimierung, Projektfinanzierung und Energievertrieb.