Tinjauan neundeun énergi komérsial

Énergi anu tiasa diperbaharui mangrupikeun bagian penting tina rencana jangka panjang pikeun netralitas karbon. Henteu paduli fusi nuklir anu tiasa dikontrol, pertambangan angkasa, sareng pamekaran dewasa ageung sumber daya PLTA anu henteu ngagaduhan rute komérsial dina jangka pondok, tanaga angin, sareng tanaga surya ayeuna mangrupikeun sumber énergi anu tiasa diperbaharui anu paling ngajangjikeun. Leungit, aranjeunna diwatesan ku angin sareng sumber cahaya. Panyimpen énérgi bakal janten bagian penting tina pamakean énergi ka hareup. Tulisan ieu sareng tulisan saterasna bakal kalebet téknologi panyimpen énergi komérsial skala ageung, utamina museurkeun kana kasus palaksanaan.

Dina taun-taun ayeuna, pangwangunan gancang sistem panyimpen énérgi parantos ngajantenkeun sababaraha data kapungkur henteu deui ngabantosan, sapertos "panyimpen énérgi hawa dikomprés rengking kadua kalayan total kapasitas dipasang 440MW, sareng batré natrium-walirang rengking katilu, kalayan skala kapasitas total. ti 440 MW. 316MW "jsb. Sajaba ti éta, warta yén Huawei geus nandatanganan "panggedena" proyék gudang énergi di dunya kalawan 1300MWh overwhelming. Nanging, dumasar kana data anu aya, 1300MWh sanés mangrupikeun proyék panyimpen énergi anu paling penting sacara global. Proyék panyimpen énergi panggedena sentral milik gudang pompa. Pikeun téknologi panyimpen énérgi fisik sapertos panyimpen énérgi uyah, dina kasus panyimpen énérgi éléktrokimia, 1300MWh sanés mangrupikeun proyek anu paling penting (éta ogé tiasa janten masalah kaliber statistik). Kapasitas ayeuna Moss Landing Energy Storage Center parantos ngahontal 1600MWh (kalebet 1200MWh dina fase kadua, 400MWh dina fase kadua). Leungit, éntri Huawei parantos nyorot industri panyimpen énergi dina panggung.

Ayeuna, téknologi panyimpen énergi anu dikomersilkeun sareng poténsial tiasa ngagolongkeun kana panyimpen énergi mékanis, panyimpen énergi termal, panyimpen énergi listrik, panyimpen énergi kimia, sareng panyimpen énergi éléktrokimia. Fisika sareng kimia dasarna sami, janten hayu urang ngagolongkeunana dumasar kana pamikiran para pendahulu urang ayeuna.

1. Panyimpen énergi mékanis / panyimpen termal sareng panyimpen tiis

Panyimpenan pompa:

Aya dua waduk luhur jeung handap, ngompa cai ka waduk luhur salila neundeun énérgi jeung draining cai ka waduk handap salila pembangkit listrik. Téknologi asak. Nepi ka tungtun taun 2020, kapasitas dipasang global kapasitas neundeun pompa éta 159 juta kilowatts, akuntansi pikeun 94% tina total kapasitas neundeun énergi. Dina ayeuna, nagara kuring geus nempatkeun kana operasi jumlahna aya 32.49 juta kilowatts stasiun kakuatan gudang ngompa; skala pinuh stasiun kakuatan gudang ngompa dina konstruksi nyaeta 55.13 juta kilowatts. Skala duanana diwangun jeung dina konstruksi rengking kahiji di dunya. Kapasitas dipasang stasiun listrik panyimpen énergi tiasa ngahontal rébuan MW, pembangkit listrik taunan tiasa ngahontal sababaraha milyar kWh, sareng laju ngamimitian hideung tiasa dina sababaraha menit. Ayeuna, stasiun kakuatan panyimpen énérgi panggedéna di operasi di Cina, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, gaduh kapasitas dipasang 3.6 juta kilowatts sareng kapasitas pembangkit listrik taunan 6.6 milyar kWh (anu tiasa nyerep 8.8 milyar kWh tina kaleuwihan kakuatan. kalawan efisiensi ngeunaan 75%). waktos mimiti Hideung 3-5 menit. Sanajan gudang ngompa umumna dianggap boga kalemahan tina pilihan situs kawates, siklus investasi panjang, sarta investasi signifikan, éta masih téhnologi paling dewasa, operasi safest, sarta waragad panghandapna hartosna gudang énergi. Administrasi Énergi Nasional parantos ngaluarkeun Rencana Pangembangan Jangka Menengah sareng Jangka Panjang pikeun Panyimpenan Pompa (2021-2035).

Ku 2025, skala produksi total gudang ngompa bakal leuwih ti 62 juta kilowatts; ku 2030, skala produksi pinuh bakal ngeunaan 120 juta kilowatts; ku 2035, industri gudang ngompa modern nu meets kaperluan saimbang tinggi jeung ngembangkeun badag skala énergi anyar bakal kabentuk.

Hebei Fengning ngompa Panyimpenan Power Station - Waduk Handap

Panyimpen énergi hawa dikomprés:

Nalika beban listrik handap, hawa dikomprés sarta disimpen ku listrik (biasana diayakeun di guha uyah jero taneuh, guha alam, jsb). Nalika konsumsi listrik puncak, hawa tekanan luhur dileupaskeun pikeun ngajalankeun generator pikeun ngahasilkeun listrik.

neundeun énergi hawa dikomprés

Panyimpenan énergi hawa anu dikomprés umumna dianggap téknologi anu paling cocog kadua pikeun neundeun énergi skala ageung skala GW saatos neundeun pompa. Masih, éta diwatesan ku kaayaan pilihan situs anu langkung ketat, biaya investasi anu luhur, sareng efisiensi panyimpen énérgi tibatan neundeun pompa. Low, kamajuan komérsial gudang énergi hawa dikomprés slow. Dugi ka Séptémber taun ieu (2021), proyék panyimpen énergi hawa dikomprés skala ageung munggaran di nagara urang - Jiangsu Jintan Salt Cave Compressed Air Energy Storage National Test Demonstration Project, nembé dihubungkeun ka grid. Kapasitas dipasang tina fase kahiji proyék nyaéta 60MW, sareng efisiensi konversi kakuatan sakitar 60%; skala konstruksi jangka panjang proyék bakal ngahontal 1000MW. Dina Oktober 2021, sistem panyimpen énérgi hawa komprési canggih munggaran 10 MW anu dikembangkeun sacara mandiri ku nagara kuring disambungkeun ka grid di Bijie, Guizhou. Bisa disebutkeun yen jalan komérsial gudang énergi hawa kompak geus ngan dimimitian, tapi mangsa nu bakal datang ngajangjikeun.

proyék gudang énergi hawa dikomprés Jintan.

Panyimpen énergi uyah lebur:

Panyimpen énergi uyah molten, umumna digabungkeun sareng pembangkit listrik termal surya, konsentrasi sinar panonpoé sareng nyimpen panas dina uyah lebur. Nalika ngahasilkeun listrik, panas uyah molten dianggo pikeun ngahasilkeun listrik, sareng kalolobaanana ngahasilkeun uap pikeun ngajalankeun generator turbin.

neundeun panas uyah molten

Aranjeunna ngagorowok Hi-Tech Dunhuang 100MW munara uyah molten stasiun tanaga surya termal di stasiun tanaga surya pangbadagna Cina urang. Proyék CSP Delingha 135 MW kalayan kapasitas dipasang anu langkung ageung parantos ngamimitian konstruksi. Waktu neundeun énergina tiasa ngahontal 11 jam. Total investasi proyék éta 3.126 milyar yuan. Rencanana bakal nyambung sacara resmi kana jaringan sateuacan 30 Séptémber 2022, sareng tiasa ngahasilkeun listrik sakitar 435 juta kWh unggal taun.

Stasion CSP Dunhuang

Téknologi panyimpen énergi fisik kalebet panyimpen énergi flywheel, panyimpen énergi tiis, jsb.

2. Panyimpen énergi listrik:

Supercapacitor: Diwatesan ku dénsitas énergi low na (tingali di handap) jeung parna timer ngurangan, eta ayeuna ngan dipaké dina rentang leutik recovery énérgi kandaraan, cukur puncak sakedapan, sarta lebak keusikan. Aplikasi anu biasa nyaéta Shanghai Yangshan Deepwater Port, dimana 23 cranes sacara signifikan mangaruhan kana jaringan listrik. Pikeun ngurangan dampak cranes dina jaringan listrik, hiji 3MW / 17.2KWh sistem panyimpen énergi supercapacitor dipasang salaku sumber cadangan, nu bisa terus nyadiakeun suplai listrik 20s.

Panyimpen énergi superconducting: disingkahkeun

3. Panyimpen énergi éléktrokimia:

Artikel ieu ngagolongkeun neundeun énergi éléktrokimia komérsial kana kategori ieu:

Timah-asam, batré timah-karbon

aliran batré

Batré ion logam, kalebet batré litium-ion, batré natrium-ion, jsb.

Rechargeable Metal-walirang / oksigén / Batré hawa

nu lain

Timah-asam jeung kalungguhan-karbon accu: Salaku téhnologi gudang énergi dewasa, accu kalungguhan-asam loba dipaké dina startups mobil, catu daya cadangan pikeun pembangkit listrik base station komunikasi, jsb Saatos éléktroda négatip Pb tina batré kalungguhan-asam. ieu doped kalawan bahan karbon, batré lead-karbon éféktif bisa ngaronjatkeun masalah over-discharge. Numutkeun laporan taunan Tianneng 2020, State Grid Zhicheng (Jinling Substation) 12MW/48MWh proyék panyimpen énergi timah-karbon anu réngsé ku perusahaan mangrupikeun stasiun listrik panyimpen énergi timah-karbon super-ageung munggaran di Propinsi Zhejiang bahkan di sakumna nagara.

Batré aliran: Batré aliran biasana diwangun ku cairan anu disimpen dina wadah anu ngalir ngaliwatan éléktroda. Muatan jeung ngurangan réngsé ngaliwatan mémbran bursa ion; tingal gambar di handap.

Skéma aliran batré

Dina arah anu langkung wawakil batré aliran sadaya-vanadium, anu Guodian Longyuan, proyék 5MW / 10MWh, réngsé ku Dalian Institute of Fisika Kimia jeung Dalian Rongke Energy Storage, éta sistem neundeun énergi batré aliran sadaya-vanadium paling éksténsif dina dunya dina waktos éta, anu ayeuna dina konstruksi Sistem panyimpen énergi batré aliran rédoks sadaya-vanadium skala langkung ageung ngahontal 200MW / 800MWh.

Batré ion logam: téknologi panyimpen énergi éléktrokimia anu paling gancang ngembang sareng paling seueur dianggo. Di antawisna, batré litium-ion biasana dianggo dina éléktronika konsumen, batré kakuatan, sareng widang sanésna, sareng aplikasina dina neundeun énergi ogé ningkat. Kaasup proyék-proyék Huawei saméméhna dina konstruksi anu ngagunakeun panyimpen énergi batré litium-ion, proyék panyimpen énergi batré litium-ion panggedéna anu diwangun ayeuna nyaéta stasiun panyimpen énergi Moss Landing anu diwangun ku Fase I 300MW/1200MWh sareng Fase II 100MW/400MWh, a total 400MW/1600MWh.

Batré Litium-Ion

Kusabab watesan kapasitas produksi litium sareng biaya, ngagentos ion natrium kalayan kapadetan énergi anu kawilang rendah tapi cadangan anu seueur diperkirakeun ngirangan harga parantos janten jalur pangembangan pikeun batré litium-ion. Prinsipna sareng bahan primérna sami sareng batré litium-ion, tapi éta henteu acan diindustrialisasi dina skala ageung. , Sistem panyimpen énergi batré natrium-ion nempatkeun kana operasi dina laporan aya geus ngan katempo skala 1MWh.

accu aluminium-ion boga ciri kapasitas téoritis tinggi jeung cadangan loba pisan. Éta ogé arah panalungtikan pikeun ngaganti batré litium-ion, tapi euweuh jalur commercialization jelas. Pausahaan India nu geus jadi populér anyar ngumumkeun yén éta baris commercialize produksi accu aluminium-ion taun hareup sarta baris ngawangun hiji Unit gudang énergi 10MW. Hayu urang antosan tur tingal.

antosan tur tingal

Batré logam-walirang / oksigén / hawa anu tiasa dicas deui: kalebet litium-walirang, litium-oksigén / hawa, natrium-walirang, batré aluminium-hawa anu tiasa dicas deui, sareng sajabana, kalayan kapadetan énergi anu langkung luhur tibatan batré ion. Perwakilan komersialisasi ayeuna nyaéta batré natrium-walirang. NGK ayeuna mangrupikeun supplier utama sistem batré natrium-walirang. Skala ageung anu parantos dianggo nyaéta sistem panyimpen énergi batré natrium-walirang 108MW/648MWh di Uni Émirat Arab.

4. Panyimpenan énergi kimiawi: Puluhan taun ka tukang, Schrödinger nyerat yén kahirupan gumantung kana éntropi négatip. Tapi upami anjeun henteu ngandelkeun énergi éksternal, éntropi bakal ningkat, janten hirup kedah nyandak kakuatan. Kahirupan manggihan jalan na, sarta pikeun nyimpen énérgi, tutuwuhan ngarobah tanaga surya kana énergi kimia dina bahan organik ngaliwatan fotosintésis. Panyimpen énergi kimiawi mangrupikeun pilihan alami ti mimiti. Panyimpenan énergi kimiawi mangrupikeun metode panyimpen énergi anu kuat pikeun manusa ti saprak éta ngadamel volt kana tumpukan listrik. Leungit, pamakéan komérsial gudang énergi skala badag nembé dimimitian.

Panyimpenan hidrogén, métanol, jsb.: Énergi hidrogén gaduh kaunggulan luar biasa tina kapadetan énergi anu luhur, kabersihan, sareng panyalindungan lingkungan sareng sacara lega dianggap salaku sumber énergi anu idéal dina mangsa nu bakal datang. Jalur produksi hidrogén → gudang hidrogén → sél suluh geus di jalan. Ayeuna, langkung ti 100 stasion ngeusian bahan bakar hidrogén parantos diwangun di nagara kuring, kalebet anu paling luhur di dunya, kalebet stasiun ngeusian bahan bakar hidrogén panggedéna di Beijing. Nanging, kusabab keterbatasan téknologi panyimpen hidrogén sareng résiko ledakan hidrogén, panyimpen hidrogén teu langsung anu diwakilan ku métanol ogé tiasa janten jalur penting pikeun énergi hareup, sapertos téknologi "cahaya panonpoé cair" tim Li Can di Institut Dalian. Kimia, Akademi Élmu Cina.

Batré primér logam-hawa: digambarkeun ku batré aluminium-hawa kalayan kapadetan énergi téoritis luhur, tapi aya saeutik kamajuan dina commercialization. Phinergy, perusahaan perwakilan anu disebatkeun dina seueur laporan, ngagunakeun batré-hawa aluminium pikeun kendaraanna. Sarébu mil, solusi utama pikeun neundeun énergi nyaéta batré séng-hawa anu tiasa dicas deui.