By hoppt
Відновлювані джерела енергії є важливою частиною довгострокового плану вуглецевої нейтральності. Незалежно від керованого ядерного синтезу, космічного видобутку та широкомасштабного зрілого розвитку гідроенергетичних ресурсів, які не мають комерційного шляху в короткостроковій перспективі, енергія вітру та сонячної енергії на сьогодні є найбільш перспективними відновлюваними джерелами енергії. Все-таки вони обмежені вітром і світловими ресурсами. Зберігання енергії стане важливою частиною майбутнього використання енергії. Ця стаття та наступні статті будуть включати широкомасштабні комерційні технології зберігання енергії, в основному зосереджені на прикладах реалізації.
В останні роки завдяки швидкому будівництву систем накопичення енергії деякі попередні дані перестали бути корисними, наприклад, «сховище енергії стисненого повітря посіло друге місце із загальною встановленою потужністю 440 МВт, а натрієво-сірчані батареї посіли третє місце за шкалою загальної потужності». 440 МВт. 316 МВт» тощо. Крім того, новина про те, що Huawei підписала «найбільший» у світі проект зберігання енергії з 1300 МВт·год, є приголомшливою. Однак, за наявними даними, 1300 МВт-год не є найбільш значущим проектом зберігання енергії у світі. Найбільший центральний проект зберігання енергії належить насосним сховищам. Для технологій зберігання фізичної енергії, таких як накопичення енергії солі, у випадку електрохімічного накопичення енергії, 1300 МВт-год не є найбільш значущим проектом (це також може бути питанням статистичного калібру). Поточна потужність Moss Landing Energy Storage Center досягла 1600 МВт-год (у тому числі 1200 МВт-год на другій фазі, 400 МВт-год на другій фазі). Тим не менш, вихід Huawei висвітлив індустрію зберігання енергії на сцені.
В даний час комерціалізовані та потенційні технології зберігання енергії можна класифікувати на накопичення механічної енергії, зберігання теплової енергії, зберігання електричної енергії, зберігання хімічної енергії та електрохімічне зберігання енергії. Фізика і хімія по суті одне і те ж, тому давайте поки що класифікуємо їх відповідно до мислення наших попередників.
Насосне сховище:
Є два верхніх і нижніх резервуарів, які перекачують воду у верхній резервуар під час зберігання енергії та зливають воду в нижній резервуар під час виробництва електроенергії. Технологія зріла. До кінця 2020 року загальна встановлена потужність гідроакумуляторів становила 159 мільйонів кіловат, що становить 94% загальної потужності накопичувача енергії. Наразі моя країна ввела в експлуатацію 32.49 мільйона кіловат гідроакумулюючих електростанцій; повна потужність гідроакумулюючих електростанцій, що будуються, становить 55.13 млн. кіловат. За масштабами як побудованих, так і незабудованих посідає перше місце у світі. Установлена потужність електростанції-акумулятора може сягати тисяч МВт, річна вироблення електроенергії може досягати кількох мільярдів кВт-год, а швидкість запуску може становити кілька хвилин. На даний момент найбільша електростанція, що накопичує енергію, що працює в Китаї, електростанція Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, має встановлену потужність 3.6 мільйона кіловат і річну потужність виробництва електроенергії 6.6 мільярдів кВт-год (яка може поглинати 8.8 мільярдів кВт-год надлишкової електроенергії, з ККД близько 75%). Чорний час початку 3-5 хвилин. Незважаючи на те, що насосні сховища, як правило, мають недоліки, пов’язані з обмеженим вибором місця, довгим інвестиційним циклом та значними інвестиціями, це все ще найзріліша технологія, найбезпечніша експлуатація та найдешевший засіб зберігання енергії. Національне управління енергетики оприлюднило середньо- та довгостроковий план розвитку насосних сховищ (2021-2035).
До 2025 року загальні масштаби виробництва гідроакумуляторів становитимуть понад 62 млн кіловат; до 2030 року повний обсяг виробництва становитиме близько 120 мільйонів кіловат; до 2035 р. сформується сучасна гідроакумулююча галузь, що задовольняє потреби високопропорційного та масштабного освоєння нової енергетики.
ГЕС Хебей Феннін - нижнє водосховище
Акумулятор енергії стисненого повітря:
Коли електричне навантаження низьке, повітря стискається і накопичується електрикою (зазвичай утримується в підземних соляних печерах, природних печерах тощо). Коли споживання електроенергії досягає піку, повітря під високим тиском випускається для приведення генератора в дію для вироблення електроенергії.
накопичувач енергії стисненого повітря
Зберігання енергії стисненим повітрям, як правило, вважається другою найбільш підходящою технологією для великомасштабного накопичення енергії GW після насосного. Тим не менш, він обмежений більш суворими умовами вибору місця, високою вартістю інвестицій та ефективністю зберігання енергії, ніж насосні сховища. Низький, комерційний прогрес зберігання енергії стисненого повітря повільний. До вересня цього року (2021) перший у моїй країні масштабний проект зберігання енергії зі стисненим повітрям - національний тестовий демонстраційний проект зберігання енергії стисненого повітря в соляній печері Цзянсу Цзіньтань був щойно підключений до мережі. Встановлена потужність першої черги проекту становить 60 МВт, а ефективність перетворення електроенергії становить близько 60%; масштаб довгострокового будівництва досягне 1000 МВт. У жовтні 2021 року перша вдосконалена система зберігання енергії стисненого повітря потужністю 10 МВт, незалежно розроблена моєю країною, була підключена до електромережі в місті Біцзе, Гуйчжоу. Можна сказати, що комерційна дорога компактного зберігання енергії повітря тільки почалася, але майбутнє перспективне.
Проект зберігання енергії стисненого повітря Jintan.
Акумулятор енергії розплавленої солі:
Акумулятор енергії розплавленої солі, як правило, у поєднанні з генерацією сонячної теплової енергії концентрує сонячне світло і зберігає тепло в розплавленій солі. При виробництві електроенергії тепло розплавленої солі використовується для виробництва електроенергії, і більшість з них виробляє пару для приводу турбогенератора.
зберігання тепла розплавленої солі
Вони кричали на сонячній тепловій електростанції Hi-Tech Dunhuang потужністю 100 МВт із розплавленої солі на найбільшій сонячній тепловій електростанції Китаю. Розпочато будівництво проекту CSP Delingha 135 МВт з більшою встановленою потужністю. Час його зберігання енергії може досягати 11 годин. Загальний обсяг інвестицій в проект становить 3.126 млрд юанів. Його планують офіційно підключити до мережі до 30 вересня 2022 року і щороку він зможе виробляти близько 435 млн кВт-год електроенергії.
Станція Dunhuang CSP
Технології зберігання фізичної енергії включають накопичувач енергії на маховику, накопичувач енергії в холоді тощо.
Суперконденсатор: обмежений низькою щільністю енергії (див. нижче) і сильним саморозрядом, наразі він використовується лише в невеликому діапазоні рекуперації енергії транспортних засобів, миттєвого зниження піків і заповнення долин. Типовим застосуванням є глибоководний порт Шанхай Яншань, де 23 крани значно впливають на електромережу. Щоб зменшити вплив кранів на електромережу, в якості резервного джерела встановлена суперконденсаторна система накопичення енергії потужністю 3 МВт/17.2 кВт, яка може безперервно забезпечити 20-секундну подачу електроенергії.
Надпровідний накопичувач енергії: пропущено
Ця стаття класифікує комерційні електрохімічні накопичувачі енергії на такі категорії:
Свинцево-кислотні, свинцево-вугільні акумулятори
проточний акумулятор
Метало-іонні батареї, включаючи літій-іонні, натрієво-іонні тощо.
Акумуляторні батареї метал-сірка/кисень/повітря
інший
Свинцево-кислотні та свинцево-вуглецеві акумулятори: як зріла технологія накопичення енергії, свинцево-кислотні акумулятори широко використовуються при запуску автомобілів, резервному живленні для електростанцій базової станції зв'язку тощо. Після Pb негативного електрода свинцево-кислотного акумулятора легований вуглецевими матеріалами свинцево-вуглецевий акумулятор може ефективно вирішити проблему надмірного розряду. Згідно з річним звітом Tianneng за 2020 рік, проект державної мережі Zhicheng (підстанція Jinling) потужністю 12 МВт/48 МВт год, який завершила компанія, є першою надвеликою електростанцією для зберігання енергії свинцю і вуглецю в провінції Чжецзян і навіть у всій країні.
Проточна батарея: Поточна батарея зазвичай складається з рідини, що зберігається в контейнері, що протікає через електроди. Заряд і розряд завершуються через іонообмінну мембрану; зверніться до малюнка нижче.
Схема проточної батареї
Що стосується більш репрезентативної повністю ванадієвої проточної батареї, проект Guodian Longyuan, 5 МВт/10 МВт·год, завершений Даляньським інститутом хімічної фізики та Даляньським сховищем енергії Ронгке, був наймасштабнішою системою зберігання енергії з повнованадієвої батареї. Світ того часу, який зараз будується. Більш масштабна система накопичення енергії з повністю ванадієвими окислювально-відновними батареями досягає 200 МВт/800 МВт·год.
Метало-іонна батарея: найбільш швидко зростаюча та найбільш широко використовувана технологія електрохімічного накопичення енергії. Серед них літій-іонні батареї широко використовуються в побутовій електроніці, батареях живлення та інших галузях, і їх застосування в накопиченні енергії також зростає. Включаючи попередні проекти Huawei, що будуються, що використовують накопичувач енергії літій-іонних батарей, найбільшим проектом накопичення енергії літій-іонного акумулятора, побудованим на даний момент, є станція зберігання енергії Moss Landing, яка складається з фази I 300 МВт/1200 МВт-год і фази II 100 МВт/400 МВт-год. загальна потужність 400 МВт/1600 МВт-год.
Літій-іонний акумулятор
Через обмеження виробничих потужностей і вартості літію заміна іонів натрію відносно низькою щільністю енергії, але, як очікується, знизить ціну, стала шляхом розвитку літій-іонних акумуляторів. Його принцип і основні матеріали подібні до літій-іонних акумуляторів, але він ще не був промисловий у великих масштабах. , система накопичення енергії натрієво-іонної батареї, введена в експлуатацію в існуючих звітах, має лише 1 МВт-год.
Алюмінієво-іонні батареї мають високу теоретичну ємність і великі запаси. Це також дослідницький напрямок заміни літій-іонних батарей, але чіткого шляху комерціалізації немає. Індійська компанія, яка нещодавно стала популярною, оголосила, що в наступному році комерціалізує виробництво алюмінієво-іонних батарей і побудує накопичувач енергії потужністю 10 МВт. Давайте почекаємо і побачимо.
почекайте і побачите
Акумуляторні батареї метал-сірка/кисень/повітря: у тому числі літій-сірчані, літій-киснево-повітряні, натрієво-сірчані, алюмінієво-повітряні акумулятори тощо, з більшою щільністю енергії, ніж іонні батареї. Сучасним представником комерціалізації є натрієво-сірчані батареї. На даний момент NGK є провідним постачальником систем натрієво-сірчаних акумуляторів. Величезний масштаб, який було введено в експлуатацію, — це система зберігання енергії натрієво-сірчаної батареї потужністю 108 МВт/648 МВт год в Об’єднаних Арабських Еміратах.
Зберігання водню, метанол тощо. Воднева енергія має видатні переваги високої щільності енергії, чистоти та захисту навколишнього середовища і широко вважається ідеальним джерелом енергії в майбутньому. Маршрут виробництва водню→сховище водню→паливний елемент уже на шляху. Наразі в моїй країні побудовано понад 100 водневих заправних станцій, які займають одне з перших місць у світі, включаючи найбільшу у світі водневу заправку в Пекіні. Однак через обмеження технології зберігання водню та ризик вибуху водню, непряме зберігання водню, представлене метанолом, також може бути важливим шляхом для майбутньої енергії, як-от технологія «рідкого сонячного світла» команди Лі Кана в Інституті Даляня. хімії, Китайська академія наук.
Метало-повітряні первинні батареї: представлені алюмінієво-повітряними батареями з високою теоретичною щільністю енергії, але прогрес у комерціалізації незначний. Фінергія, компанія-представник, згадана в багатьох звітах, використовувала алюмінієво-повітряні батареї для своїх автомобілів. Одна тисяча миль, провідне рішення у накопиченні енергії — це акумуляторні батареї з повітрям цинку.
відповідь протягом 6 годин, будь-які запитання вітаються!
