By hoppt
Les energies renovables són una part essencial del pla a llarg termini per a la neutralitat de carboni. Independentment de la fusió nuclear controlable, la mineria espacial i el desenvolupament madur a gran escala dels recursos hidroelèctrics que no tenen una ruta comercial a curt termini, l'energia eòlica i l'energia solar són actualment les fonts d'energia renovables més prometedores. Tot i així, estan limitats pels recursos de vent i llum. L'emmagatzematge d'energia serà una part essencial de l'ús futur de l'energia. Aquest article i els articles posteriors inclouran tecnologies comercials d'emmagatzematge d'energia a gran escala, centrant-se principalment en casos d'implementació.
En els darrers anys, la ràpida construcció de sistemes d'emmagatzematge d'energia ha fet que algunes dades del passat ja no siguin útils, com ara "l'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit ocupa el segon lloc amb una capacitat instal·lada total de 440 MW, i les bateries de sofre de sodi ocupen el tercer lloc, amb una escala de capacitat total. de 440 MW. 316 MW" etc. A més, la notícia que Huawei ha signat el projecte d'emmagatzematge d'energia "més gran" del món amb 1300 MWh és aclaparadora. Tanmateix, segons les dades existents, 1300 MWh no és el projecte d'emmagatzematge d'energia més important a nivell mundial. El projecte central d'emmagatzematge d'energia més gran pertany a l'emmagatzematge per bombeig. Per a les tecnologies d'emmagatzematge d'energia física com l'emmagatzematge d'energia salina, en el cas de l'emmagatzematge d'energia electroquímica, 1300 MWh no és el projecte més significatiu (també pot ser una qüestió de calibre estadístic). La capacitat actual del Moss Landing Energy Storage Center ha arribat als 1600 MWh (inclosos 1200 MWh en la segona fase, 400 MWh en la segona fase). Tot i així, l'entrada de Huawei ha destacat la indústria de l'emmagatzematge d'energia a l'escenari.
Actualment, les tecnologies d'emmagatzematge d'energia comercialitzades i potencials es poden classificar en emmagatzematge d'energia mecànica, emmagatzematge d'energia tèrmica, emmagatzematge d'energia elèctrica, emmagatzematge d'energia química i emmagatzematge d'energia electroquímica. La física i la química són essencialment el mateix, així que classifiquem-les segons el pensament dels nostres predecessors de moment.
Emmagatzematge amb bomba:
Hi ha dos embassaments superiors i inferiors, bombejant aigua a l'embassament superior durant l'emmagatzematge d'energia i drenant l'aigua a l'embassament inferior durant la generació d'energia. La tecnologia és madura. A finals de 2020, la capacitat instal·lada global de la capacitat d'emmagatzematge per bombeig era de 159 milions de quilowatts, que representa el 94% de la capacitat total d'emmagatzematge d'energia. Actualment, el meu país ha posat en funcionament un total de 32.49 milions de quilowatts de centrals d'emmagatzematge per bombeig; l'escala total de les centrals elèctriques d'emmagatzematge per bombeig en construcció és de 55.13 milions de quilowatts. L'escala de construïts i en construcció ocupa el primer lloc del món. La capacitat instal·lada d'una central d'emmagatzematge d'energia pot arribar a milers de MW, la generació d'energia anual pot arribar a diversos milers de milions de kWh i la velocitat d'inici en negre pot ser de l'ordre d'uns quants minuts. En l'actualitat, la central elèctrica d'emmagatzematge d'energia més gran que està en funcionament a la Xina, la central elèctrica d'emmagatzematge de bombes de Hebei Fengning, té una capacitat instal·lada de 3.6 milions de quilowatts i una capacitat de generació d'energia anual de 6.6 mil milions de kWh (que pot absorbir 8.8 mil milions de kWh d'excés de potència, amb una eficiència al voltant del 75%). Temps d'inici negre 3-5 minuts. Tot i que generalment es considera que l'emmagatzematge per bombeig té els inconvenients d'una selecció limitada del lloc, un cicle d'inversió llarg i una inversió important, encara és la tecnologia més madura, l'operació més segura i el mitjà d'emmagatzematge d'energia de menor cost. L'Administració Nacional d'Energia ha publicat el Pla de desenvolupament a mitjà i llarg termini de l'emmagatzematge per bombeig (2021-2035).
El 2025, l'escala de producció total d'emmagatzematge per bombeig serà de més de 62 milions de quilowatts; el 2030, l'escala de producció completa serà d'uns 120 milions de quilowatts; l'any 2035, es formarà una indústria moderna d'emmagatzematge per bombeig que satisfà les necessitats de desenvolupament en gran proporció i a gran escala de nova energia.
Central elèctrica d'emmagatzematge amb bombeig de Hebei Fengning - Dipòsit inferior
Emmagatzematge d'energia d'aire comprimit:
Quan la càrrega elèctrica és baixa, l'aire es comprimeix i s'emmagatzema per l'electricitat (normalment es manté en coves subterrànies de sal, coves naturals, etc.). Quan el consum d'electricitat arriba al pic, l'aire d'alta pressió s'allibera per impulsar el generador per generar electricitat.
emmagatzematge d'energia d'aire comprimit
L'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit es considera generalment la segona tecnologia més adequada per a l'emmagatzematge d'energia a gran escala a GW després de l'emmagatzematge per bombeig. Tot i així, està limitat per les seves condicions de selecció del lloc més estrictes, l'alt cost d'inversió i l'eficiència d'emmagatzematge d'energia que l'emmagatzematge per bombeig. Baix, el progrés comercial de l'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit és lent. Fins al setembre d'aquest any (2021), el primer projecte d'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit a gran escala del meu país: el projecte nacional de demostració de proves d'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit de la cova de sal de Jiangsu Jintan, acaba de connectar-se a la xarxa. La capacitat instal·lada de la primera fase del projecte és de 60 MW i l'eficiència de conversió d'energia és d'uns 60%; l'escala de construcció a llarg termini del projecte arribarà als 1000 MW. L'octubre de 2021, el primer sistema avançat d'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit de 10 MW desenvolupat de manera independent pel meu país es va connectar a la xarxa a Bijie, Guizhou. Es pot dir que el camí comercial de l'emmagatzematge d'energia de l'aire compacte acaba de començar, però el futur és prometedor.
Projecte d'emmagatzematge d'energia d'aire comprimit Jintan.
Emmagatzematge d'energia de sal fosa:
L'emmagatzematge d'energia de sal fosa, generalment combinat amb la generació d'energia solar tèrmica, concentra la llum solar i emmagatzema la calor en sal fosa. Quan es genera electricitat, la calor de sal fosa s'utilitza per generar electricitat, i la majoria d'elles generen vapor per accionar un generador de turbina.
emmagatzematge de calor de sal fosa
Van cridar la central tèrmica solar de torre de sal fosa Hi-Tech Dunhuang de 100 MW a la central tèrmica solar més gran de la Xina. S'ha iniciat la construcció del projecte Delingha CSP de 135 MW amb una capacitat instal·lada més gran. El seu temps d'emmagatzematge d'energia pot arribar a les 11 hores. La inversió total del projecte és de 3.126 milions de iuans. Està previst que estigui connectat oficialment a la xarxa abans del 30 de setembre de 2022, i pot generar uns 435 milions de kWh d'electricitat cada any.
Estació CSP de Dunhuang
Les tecnologies d'emmagatzematge d'energia física inclouen l'emmagatzematge d'energia del volant, l'emmagatzematge d'energia en fred, etc.
Supercondensador: limitat per la seva baixa densitat d'energia (vegeu més avall) i l'autodescàrrega severa, actualment només s'utilitza en una petita gamma de recuperació d'energia del vehicle, afaitat instantània de pics i ompliment de la vall. Les aplicacions típiques són el port d'aigües profundes de Shanghai Yangshan, on 23 grues afecten significativament la xarxa elèctrica. Per reduir l'impacte de les grues a la xarxa elèctrica, s'instal·la un sistema d'emmagatzematge d'energia de supercondensadors de 3MW/17.2KWh com a font de seguretat, que pot proporcionar contínuament un subministrament elèctric de 20 segons.
Emmagatzematge d'energia superconductora: s'omet
Aquest article classifica l'emmagatzematge d'energia electroquímica comercial en les categories següents:
Bateries de plom-àcid, plom-carboni
bateria de flux
Bateries d'ions metàl·lics, incloses les bateries d'ions de liti, bateries d'ions de sodi, etc.
Bateries recarregables de metall-sofre/oxigen/aire
un altre
Bateries de plom-àcid i de plom-carboni: com a tecnologia d'emmagatzematge d'energia madura, les bateries de plom-àcid s'utilitzen àmpliament en l'arrencada d'automòbils, font d'alimentació de reserva per a centrals elèctriques de l'estació base de comunicació, etc. Després de l'elèctrode negatiu de Pb de la bateria de plom-àcid està dopat amb materials de carboni, la bateria de plom-carboni pot millorar eficaçment el problema de descàrrega excessiva. Segons l'informe anual de 2020 de Tianneng, el projecte d'emmagatzematge d'energia de plom i carboni de 12 MW / 48 MWh completat per l'empresa és la primera central d'emmagatzematge d'energia de plom i carboni súper gran a la província de Zhejiang i fins i tot a tot el país.
Bateria de flux: la bateria de flux normalment consisteix en líquid emmagatzemat en un recipient que flueix pels elèctrodes. La càrrega i la descàrrega es completen a través de la membrana d'intercanvi iònic; consulteu la figura següent.
Esquema de la bateria del flux
En la direcció de la bateria de flux de vanadi més representativa, el projecte Guodian Longyuan, 5MW/10MWh, completat per l'Institut de Física Química de Dalian i l'emmagatzematge d'energia de Dalian Rongke, va ser el sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria de flux de vanadi més extens del món en aquell moment, que actualment està en construcció. El sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria de flux redox de vanadi a gran escala arriba als 200 MW/800 MWh.
Bateria d'ions metàl·lics: la tecnologia d'emmagatzematge d'energia electroquímica de més ràpid creixement i més utilitzada. Entre elles, les bateries d'ions de liti s'utilitzen habitualment en electrònica de consum, bateries d'alimentació i altres camps, i les seves aplicacions en l'emmagatzematge d'energia també estan augmentant. Incloent els projectes anteriors de Huawei en construcció que utilitzen l'emmagatzematge d'energia de la bateria d'ions de liti, el projecte d'emmagatzematge d'energia de la bateria d'ions de liti més gran construït fins ara és l'estació d'emmagatzematge d'energia Moss Landing que consta de la Fase I 300MW/1200MWh i la Fase II 100MW/400MWh, un total de 400MW/1600MWh.
Bateria de ions de liti
A causa de la limitació de la capacitat i el cost de producció de liti, la substitució dels ions de sodi amb una densitat d'energia relativament baixa, però s'espera que abundants reserves redueixin el preu s'ha convertit en un camí de desenvolupament per a bateries d'ions de liti. El seu principi i els seus materials primaris són similars a les bateries d'ions de liti, però encara no s'ha industrialitzat a gran escala. , el sistema d'emmagatzematge d'energia de la bateria d'ions de sodi posat en funcionament als informes existents només ha vist una escala d'1MWh.
Les bateries d'ions d'alumini tenen les característiques d'alta capacitat teòrica i abundants reserves. També és una direcció d'investigació per substituir les bateries d'ions de liti, però no hi ha una ruta clara de comercialització. Una empresa índia que s'ha popularitzat recentment va anunciar que comercialitzarà la producció de bateries d'ions d'alumini l'any vinent i construirà una unitat d'emmagatzematge d'energia de 10 MW. Esperem i veurem.
espera i veuràs
Bateries recarregables de metall-sofre/oxigen/aire: incloses les bateries de sofre de liti, liti-oxigen/aire, sofre de sodi, bateries recarregables d'alumini-aire, etc., amb una densitat d'energia més alta que les bateries d'ions. El representant actual de la comercialització són les bateries de sodi i sofre. NGK és actualment el proveïdor líder de sistemes de bateries de sofre de sodi. L'enorme escala que s'ha posat en funcionament és un sistema d'emmagatzematge d'energia de bateries de sofre i sodi de 108 MW/648 MWh als Emirats Àrabs Units.
Emmagatzematge d'hidrogen, metanol, etc.: L'energia de l'hidrogen té els avantatges destacats d'alta densitat d'energia, neteja i protecció del medi ambient i és àmpliament considerada com una font d'energia ideal en el futur. La ruta de producció d'hidrogen → emmagatzematge d'hidrogen → pila de combustible ja està en marxa. En l'actualitat, al meu país s'han construït més de 100 estacions d'avituallament d'hidrogen, que es troben entre les millors del món, inclosa l'estació d'hidrogen més gran del món a Pequín. No obstant això, a causa de les limitacions de la tecnologia d'emmagatzematge d'hidrogen i el risc d'explosió d'hidrogen, l'emmagatzematge indirecte d'hidrogen representat pel metanol també pot ser un camí essencial per a l'energia futura, com ara la tecnologia de "llum solar líquida" de l'equip de Li Can a l'Institut Dalian. de Química, Acadèmia Xinesa de Ciències.
Bateries primàries metall-aire: representades per bateries alumini-aire amb alta densitat d'energia teòrica, però hi ha pocs avenços en la comercialització. Phinergy, una empresa representativa esmentada en molts informes, utilitzava bateries d'alumini-aire per als seus vehicles. Mil quilòmetres, la solució líder en emmagatzematge d'energia són les bateries recarregables de zinc-aire.
respon en 6 hores, qualsevol pregunta és benvinguda!
