Pregled razvoja i primjene industrije skladištenja energije.
1. Uvod u tehnologiju skladištenja energije.
Skladištenje energije je skladištenje energije. Odnosi se na tehnologije koje pretvaraju jedan oblik energije u stabilniji oblik i skladište ga. Zatim ga oslobađaju u određenom obliku kada je potrebno. Različiti principi skladištenja energije dijele je na 3 vrste: mehaničku, elektromagnetnu i elektrohemijsku. Svaka vrsta skladištenja energije ima svoj raspon snage, karakteristike i upotrebu.
Vrsta skladištenja energije | Nazivna snaga | Nazivna energija | Karakteristike | Prilike primjene | |
Mehanički Skladištenje energije | 抽水 储能 | 100-2.000 MW | 4-10 sati | Velikih razmjera, zrela tehnologija; spor odziv, zahtijeva geografske resurse | Regulacija opterećenja, regulacija frekvencije i rezervno kopiranje sistema, kontrola stabilnosti mreže. |
压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20 sati | Velika, zrela tehnologija; spor odziv, potreba za geografskim resursima. | Usklađivanje vršnih vrijednosti, sigurnosna kopija sistema, kontrola stabilnosti mreže | |
飞轮 储能 | kW-30MW | 15-30 minuta | Visoka specifična snaga, visoka cijena, visok nivo buke | Tranzijentna/dinamička kontrola, kontrola frekvencije, kontrola napona, UPS i skladištenje energije u baterijama. | |
Elektromagnetski Skladištenje energije | 超导 储能 | kW-1 MW | 2s-5min | Brz odziv, visoka specifična snaga; visoka cijena, teško održavanje | Tranzijentna/dinamička kontrola, kontrola frekvencije, kontrola kvalitete električne energije, UPS i skladištenje energije u baterijama |
超级 电容 | kW-1 MW | 1-30 s | Brz odziv, visoka specifična snaga; visoka cijena | Kontrola kvalitete električne energije, UPS i skladištenje energije u baterijama | |
Elektrohemijski Skladištenje energije | 铅酸 电池 | kW-50MW | 1min-3 h | Zrela tehnologija, niska cijena; kratak vijek trajanja, zabrinutost za zaštitu okoliša | Rezervna kopija elektrane, crni start, UPS, energetski bilans |
液流 电池 | kW-100MW | 1-20 sati | Mnogi ciklusi punjenja i pražnjenja baterija uključuju duboko punjenje i pražnjenje. Lako ih je kombinovati, ali imaju nisku gustinu energije. | Obuhvata kvalitet električne energije. Također obuhvata rezervno napajanje. Također obuhvata uklanjanje vršnih opterećenja i popunjavanje udubljenja. Također obuhvata upravljanje energijom i skladištenje obnovljive energije. | |
钠硫 电池 | 1kW-100MW | Sati | Visoka specifična energija, visoki troškovi i problemi operativne sigurnosti zahtijevaju poboljšanje. | Kvalitet električne energije je jedna ideja. Rezervno napajanje je druga. Zatim, tu je eliminacija vršnih opterećenja i popunjavanje nizvodnih tokova. Upravljanje energijom je još jedna. Konačno, tu je i skladištenje obnovljive energije. | |
锂离子 电池 | kW-100MW | Sati | Visoka specifična energija, troškovi se smanjuju kako se smanjuju troškovi litijum-jonskih baterija | Tranzijentna/dinamička kontrola, kontrola frekvencije, kontrola napona, UPS i skladištenje energije u baterijama. |
Ima prednosti. To uključuje manji utjecaj geografije. Također imaju kratko vrijeme izgradnje i visoku gustoću energije. Kao rezultat toga, elektrohemijsko skladištenje energije može se fleksibilno koristiti. Funkcionira u mnogim situacijama skladištenja energije. To je tehnologija za skladištenje energije. Ima najširi raspon upotrebe i najveći potencijal za razvoj. Glavne su litijum-jonske baterije. Koriste se u scenarijima od nekoliko minuta do nekoliko sati.
2. Scenariji primjene skladištenja energije
Skladištenje energije ima bogatstvo scenarija primjene u elektroenergetskom sistemu. Skladištenje energije ima 3 glavne namjene: proizvodnja energije, mreža i korisnici. To su:
Nova proizvodnja energije razlikuje se od tradicionalnih tipova. Na nju utiču prirodni uslovi. To uključuje svjetlost i temperaturu. Izlazna snaga varira u zavisnosti od godišnjeg doba i dana. Prilagođavanje snage potražnji je nemoguće. To je nestabilan izvor energije. Kada instalirani kapacitet ili udio proizvodnje energije dostigne određeni nivo, to će uticati na stabilnost elektroenergetske mreže. Da bi elektroenergetski sistem bio siguran i stabilan, novi energetski sistem će koristiti proizvode za skladištenje energije. Oni će se ponovo povezati na mrežu kako bi ujednačili izlaznu snagu. Ovo će smanjiti uticaj nove energije. To uključuje fotonaponsku energiju i energiju vjetra. One su povremene i nestabilne. Takođe će se pozabaviti problemima potrošnje energije, poput napuštanja energije vjetra i rasvjete.
Tradicionalni dizajn i konstrukcija mreže slijede metodu maksimalnog opterećenja. To rade na strani mreže. To je slučaj prilikom izgradnje nove mreže ili dodavanja kapaciteta. Oprema mora uzeti u obzir maksimalno opterećenje. To će dovesti do visokih troškova i niskog korištenja imovine. Porast korištenja skladištenja energije na strani mreže može poremetiti originalnu metodu maksimalnog opterećenja. Prilikom izrade nove mreže ili proširenja stare, to može smanjiti zagušenje mreže. Također potiče proširenje i nadogradnju opreme. To štedi na troškovima ulaganja u mrežu i poboljšava korištenje imovine. Skladištenje energije koristi kontejnere kao glavni nosač. Koristi se na strani proizvodnje energije i mreže. Uglavnom je za primjene sa snagom većom od 30 kW. Potreban im je veći kapacitet proizvoda.
Novi energetski sistemi na strani korisnika uglavnom se koriste za proizvodnju i skladištenje energije. Ovo smanjuje troškove električne energije i koristi skladištenje energije za stabilizaciju energije. Istovremeno, korisnici mogu koristiti i sisteme za skladištenje energije za skladištenje električne energije kada su cijene niske. Ovo im omogućava da smanje potrošnju električne energije iz mreže kada su cijene visoke. Također mogu prodavati električnu energiju iz sistema za skladištenje kako bi zaradili novac od vršnih i najnižih cijena. Skladištenje energije na strani korisnika koristi ormare kao glavni nosač. Pogodno je za primjenu u industrijskim i komercijalnim parkovima i distribuiranim fotonaponskim elektranama. One su u rasponu snage od 1kW do 10kW. Kapacitet proizvoda je relativno nizak.
3. Sistem „izvor-mreža-opterećenje-skladištenje“ je prošireni scenario primjene skladištenja energije
Sistem „izvor-mreža-opterećenje-skladištenje“ je način rada. Uključuje rješenje „izvora energije, električne mreže, opterećenja i skladištenja energije“. Može povećati efikasnost korištenja energije i sigurnost mreže. Može riješiti probleme poput nestabilnosti mreže u korištenju čiste energije. U ovom sistemu, izvor je dobavljač energije. Uključuje obnovljive izvore energije, kao što su solarna energija, energija vjetra i hidroenergija. Također uključuje tradicionalnu energiju, kao što su ugalj, nafta i prirodni plin. Mreža je mreža za prijenos energije. Uključuje dalekovode i opremu elektroenergetskog sistema. Opterećenje je krajnji korisnik energije. Uključuje stanovnike, preduzeća i javne objekte. Skladištenje je tehnologija skladištenja energije. Uključuje opremu i tehnologiju skladištenja.
U starom elektroenergetskom sistemu, termoelektrane su izvor energije. Kućišta i industrije su opterećenje. To dvoje je udaljeno jedno od drugog. Elektroenergetska mreža ih povezuje. Koristi veliki, integrirani način upravljanja. To je način balansiranja u realnom vremenu gdje izvor energije prati opterećenje.
U okviru „neue Leistungssystem“ sistema, sistem je dodao zahtjev za punjenjem novih energetskih vozila kao „opterećenje“ za korisnike. Ovo je uveliko povećalo pritisak na elektroenergetsku mrežu. Nove energetske metode, poput fotonaponskih panela, omogućile su korisnicima da postanu „izvor energije“. Također, nova energetska vozila zahtijevaju brzo punjenje. Proizvodnja energije iz novih izvora energije je nestabilna. Dakle, korisnicima je potrebno „skladištenje energije“ kako bi se ublažio utjecaj njihove proizvodnje i korištenja energije na mrežu. Ovo će omogućiti vršnu upotrebu energije i skladištenje energije u minimalnim količinama.
Nova upotreba energije se diverzificira. Korisnici sada žele graditi lokalne mikromreže. One povezuju "izvore energije" (svjetlost), "skladištenje energije" (skladištenje) i "opterećenja" (punjenje). Koriste tehnologiju kontrole i komunikacije za upravljanje mnogim izvorima energije. Omogućavaju korisnicima da lokalno generiraju i koriste novu energiju. Također se povezuju na veliku električnu mrežu na dva načina. To smanjuje njihov utjecaj na mrežu i pomaže u njenom uravnoteženju. Mala mikromreža i skladištenje energije su "fotonaponski sistem za skladištenje i punjenje". Integriran je. Ovo je važna primjena "skladišta opterećenja izvorne mreže".
Perspektive primjene i tržišni kapacitet industrije skladištenja energije
Izvještaj CNESA-e navodi da je do kraja 2023. godine ukupni kapacitet operativnih projekata skladištenja energije iznosio 289,20 GW. To je porast od 21,92% u odnosu na 237,20 GW na kraju 2022. godine. Ukupni instalirani kapacitet novih kapaciteta za skladištenje energije dostigao je 91,33 GW. To je porast od 99,62% u odnosu na prethodnu godinu.
Do kraja 2023. godine, ukupni kapacitet projekata skladištenja energije u Kini dostigao je 86,50 GW. To je porast od 44,65% u odnosu na 59,80 GW na kraju 2022. godine. Sada čine 29,91% globalnog kapaciteta, što je porast od 4,70% u odnosu na kraj 2022. godine. Među njima, pumpno-akumulacijske hidroelektrane imaju najveći kapacitet. Čine 59,40%. Rast tržišta dolazi uglavnom od novih skladišta energije. To uključuje litijum-jonske baterije, olovno-kiselinske baterije i komprimovani vazduh. Njihov ukupni kapacitet iznosi 34,51 GW. Ovo je povećanje od 163,93% u odnosu na prošlu godinu. U 2023. godini, nova skladišta energije u Kini će se povećati za 21,44 GW, što je međugodišnje povećanje od 191,77%. Nova skladišta energije uključuju litijum-jonske baterije i komprimovani vazduh. Obje kompanije imaju stotine projekata megavatnog kapaciteta, povezanih na mrežu.
Sudeći po planiranju i izgradnji novih projekata skladištenja energije, nova kineska skladišta energije postigla su velike razmjere. U 2022. godini bilo je 1.799 projekata. Oni su planirani, u izgradnji ili u funkciji. Njihov ukupni kapacitet je oko 104,50 GW. Većina novih projekata skladištenja energije koji su pušteni u rad su male i srednje veličine. Njihov obim je manji od 10 MW. Čine oko 61,98% od ukupnog broja. Projekti skladištenja energije u planiranju i izgradnji su uglavnom veliki. Oni su snage 10 MW i više. Čine 75,73% od ukupnog broja. Više od 402 projekta od 100 megavata je u izgradnji. Oni imaju osnovu i uslove za skladištenje energije za elektroenergetsku mrežu.
Vrijeme objave: 22. jula 2024.