Галоўная / Блог / Прамысловасць / Агляд камерцыйных назапашвальнікаў энергіі

Агляд камерцыйных назапашвальнікаў энергіі

08 студзеня 2022

By hoppt

захоўвання энергіі

Аднаўляльныя крыніцы энергіі з'яўляюцца важнай часткай доўгатэрміновага плана па вугляроднай нейтральнасці. Незалежна ад кантраляванага ядзернага сінтэзу, касмічнай здабычы і шырокамаштабнай спелай распрацоўкі гідраэнергетычных рэсурсаў, якія ў кароткатэрміновай перспектыве не маюць камерцыйнага шляху, энергія ветру і сонечная энергія ў цяперашні час з'яўляюцца найбольш перспектыўнымі аднаўляльнымі крыніцамі энергіі. Тым не менш, яны абмежаваныя ветрам і светлавымі рэсурсамі. Назапашванне энергіі будзе важнай часткай будучага выкарыстання энергіі. Гэты артыкул і наступныя артыкулы будуць уключаць буйнамаштабныя камерцыйныя тэхналогіі назапашвання энергіі, у асноўным засяроджаны на выпадках рэалізацыі.

У апошнія гады хуткая пабудова сістэм назапашвання энергіі зрабіла некаторыя мінулыя дадзеныя больш не карыснымі, напрыклад, «назапашвальнік энергіі сціснутага паветра заняў другое месца з агульнай усталяванай магутнасцю 440 МВт, а натрыевыя батарэі занялі трэцяе месца па шкале агульнай магутнасці 440 МВт. 316 МВт" і г. д. Акрамя таго, навіна аб тым, што Huawei падпісала "найбуйнейшы" у свеце праект назапашвання энергіі з 1300 МВт·г, з'яўляецца пераважнай. Аднак, паводле існуючых даных, 1300 МВт-гадз не з'яўляецца самым значным праектам назапашвання энергіі ў свеце. Цэнтральны найбуйнейшы праект назапашвання энергіі належыць помпавым сховішчам. Для тэхналогій назапашвання фізічнай энергіі, такіх як назапашванне энергіі солі, у выпадку электрахімічнага назапашвання энергіі, 1300 МВт·г не з'яўляецца самым значным праектам (гэта таксама можа быць пытаннем статыстычнага калібру). Цяперашняя магутнасць Moss Landing Energy Storage Center дасягнула 1600 МВт/г (у тым ліку 1200 МВт/г на другім этапе, 400 МВт/г на другім этапе). Тым не менш, выхад Huawei вылучыў на сцэну індустрыю назапашвання энергіі.

У цяперашні час камерцыялізаваныя і патэнцыйныя тэхналогіі назапашвання энергіі можна класіфікаваць на назапашванне механічнай энергіі, назапашванне цеплавой энергіі, назапашванне электрычнай энергіі, назапашванне хімічнай энергіі і назапашванне электрахімічнай энергіі. Фізіка і хімія па сутнасці аднолькавыя, таму давайце пакуль класіфікуем іх паводле мыслення нашых папярэднікаў.

  1. Механічнае назапашванне энергіі / цеплавое захоўванне і халоднае захоўванне

Перапампаванае сховішча:

Ёсць два верхніх і ніжніх рэзервуараў, якія перапампоўваюць ваду ў верхні рэзервуар падчас назапашвання энергіі і зліваюць ваду ў ніжні рэзервуар падчас вытворчасці электраэнергіі. Тэхналогія сталая. Да канца 2020 года глабальная ўстаноўленая магутнасць помпавых акумулятараў склала 159 мільёнаў кілават, што складае 94% ад агульнай магутнасці назапашвання энергіі. У цяперашні час мая краіна ўвяла ў эксплуатацыю 32.49 мільёна кілават гідраакумулятарных электрастанцый; Поўны аб'ём будуюцца ГЭС - 55.13 млн. кВт. Па маштабах як пабудаваных, так і якія будуюцца, займае першае месца ў свеце. Устаноўленая магутнасць электрастанцыі для назапашвання энергіі можа дасягаць тысяч МВт, гадавая выпрацоўка электраэнергіі можа дасягаць некалькіх мільярдаў кВт/гадз, а хуткасць чорнага запуску можа быць парадку некалькіх хвілін. У цяперашні час найбуйнейшая электрастанцыя для назапашвання энергіі, якая дзейнічае ў Кітаі, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, мае ўсталяваную магутнасць 3.6 мільёна кілават і гадавую магутнасць вытворчасці электраэнергіі 6.6 мільярда кВт-гадз (якая можа паглынаць 8.8 мільярда кВт-гадз лішняй энергіі, з эфектыўнасцю каля 75%). Чорны час пачатку 3-5 хвілін. Нягледзячы на ​​тое, што помпавае сховішча, як правіла, мае недахопы ў выглядзе абмежаванага выбару месцаў, доўгага інвестыцыйнага цыклу і значных інвестыцый, гэта ўсё яшчэ найбольш дасканалая тэхналогія, самая бяспечная эксплуатацыя і самы нізкі кошт сродкаў захоўвання энергіі. Нацыянальнае ўпраўленне энергетыкі апублікавала Сярэдне- і доўгатэрміновы план развіцця помпавага назапашвання (2021-2035 гг.).

Да 2025 г. агульны аб'ём вытворчасці помпавага захоўвання складзе больш за 62 млн кілават; да 2030 года поўны аб'ём вытворчасці складзе каля 120 мільёнаў кілават; да 2035 г. сфарміруецца сучасная помпавая індустрыя, якая задавальняе патрэбы высокапрапорцыйнага і маштабнага асваення новай энергетыкі.

Помпавая электрастанцыя Хэбэй Фэннін - ніжні вадасховішча

Назапашвальнік энергіі сціснутага паветра:

Калі электрычная нагрузка нізкая, паветра сціскаецца і назапашваецца электрычнасцю (звычайна ўтрымліваецца ў падземных саляных пячорах, прыродных пячорах і г.д.). Калі спажыванне электраэнергіі дасягае піка, паветра пад высокім ціскам выпускаецца, каб прывесці генератар для выпрацоўкі электраэнергіі.

захоўванне энергіі сціснутага паветра

Назапашванне энергіі сціснутага паветра, як правіла, лічыцца другой найбольш прыдатнай тэхналогіяй для буйнамаштабнага назапашвання энергіі GW пасля помпавых. Тым не менш, ён абмежаваны больш строгімі ўмовамі выбару месца, высокімі інвестыцыйнымі выдаткамі і эфектыўнасцю назапашвання энергіі, чым помпавае сховішча. Нізка, камерцыйны прагрэс захоўвання энергіі сціснутага паветра павольны. Да верасня гэтага года (2021) першы ў маёй краіне буйнамаштабны праект назапашвання энергіі са сціснутым паветрам - Нацыянальны тэставы праект па назапашванні энергіі салянай пячоры Цзянсу Цзіньтань быў толькі што падключаны да сеткі. Устаноўленая магутнасць першай фазы праекта складае 60 МВт, а эфектыўнасць пераўтварэння электраэнергіі складае каля 60%; маштаб доўгатэрміновага будаўніцтва дасягне 1000 МВт. У кастрычніку 2021 года першая сучасная сістэма назапашвання энергіі сціснутага паветра магутнасцю 10 МВт, незалежна распрацаваная маёй краінай, была падключана да сеткі ў Біцзе, Гуйчжоу. Можна сказаць, што камерцыйная дарога кампактнага захоўвання паветранай энергіі толькі пачалася, але будучыня шматабяцальная.

Праект назапашвання энергіі сціснутага паветра Jintan.

Сховішча энергіі расплаўленай солі:

Назапашванне энергіі расплаўленай солі, як правіла, у спалучэнні з выпрацоўкай сонечнай цеплавой энергіі, канцэнтруе сонечнае святло і захоўвае цяпло ў расплаўленай солі. Пры выпрацоўцы электраэнергіі цяпло расплаўленай солі выкарыстоўваецца для атрымання электрычнасці, і большасць з іх выпрацоўвае пар для прывада турбагенератара.

назапашванне цяпла расплаўленай солі

Яны крычалі Hi-Tech Dunhuang 100 МВт расплаўленай солі вежы сонечнай цеплавой электрастанцыі ў найбуйнейшай сонечнай цеплавой электрастанцыі Кітая. Пачата будаўніцтва праекта CSP Delingha 135 МВт з большай устаноўленай магутнасцю. Час яго захоўвання энергіі можа дасягаць 11 гадзін. Агульны аб'ём інвестыцый у праект складае 3.126 млрд юаняў. Афіцыйна яго плануецца падключыць да сеткі да 30 верасня 2022 года, і ён можа выпрацоўваць каля 435 мільёнаў кВт/гадз электраэнергіі штогод.

Станцыя Dunhuang CSP

Тэхналогіі назапашвання фізічнай энергіі ўключаюць назапашванне энергіі махавік, захоўванне энергіі ў халодным назапашванні і г.д.

  1. Назапашванне электрычнай энергіі:

Суперкандэнсатар: абмежаваны сваёй нізкай шчыльнасцю энергіі (глядзіце ніжэй) і сур'ёзным самаразрадам, у цяперашні час ён выкарыстоўваецца толькі ў невялікім дыяпазоне рэкуперацыі энергіі аўтамабіля, імгненнага пікавага скарачэння і запаўнення даліны. Тыповыя прымяненні - гэта глыбакаводны порт Шанхая Яншань, дзе 23 крана істотна ўплываюць на электрасетку. Для памяншэння ўздзеяння кранаў на электрасетку ў якасці рэзервовай крыніцы ўстаноўлена суперкандэнсатарная сістэма назапашвання энергіі магутнасцю 3 МВт/17.2 кВт, якая можа бесперапынна забяспечваць электразабеспячэнне 20 секунд.

Звышправодны акумулятар энергіі: апушчаны

  1. Электрахімічнае назапашванне энергіі:

Гэты артыкул класіфікуе камерцыйныя назапашвальнікі электрахімічнай энергіі ў наступныя катэгорыі:

Свінцова-кіслотныя, свінцова-вугляродныя акумулятары

праточная батарэя

Метала-іённыя батарэі, у тым ліку літый-іённыя, натрыева-іённыя і г.д.

Акумулятарныя метала-серныя/кіслародныя/паветраныя батарэі

іншы

Свінцова-кіслотныя і свінцова-вугляродныя акумулятары: у якасці сталай тэхналогіі назапашвання энергіі свінцова-кіслотныя акумулятары шырока выкарыстоўваюцца пры запуску аўтамабіляў, рэзервовае харчаванне для электрастанцый базавых станцый сувязі і г.д. Пасля Pb адмоўнага электрода свінцова-кіслотнага акумулятара легіраваны вугляроднымі матэрыяламі, свінцова-вугляродны акумулятар можа эфектыўна палепшыць праблему празмернага разраду. Згодна з гадавой справаздачай Tianneng за 2020 год, праект па назапашванні свінцова-вугляроднай энергіі 12 МВт/48 МВт-гадз дзяржаўнай сеткі Zhicheng (падстанцыя Jinling), завершаны кампаніяй, з'яўляецца першай звышвялікай электрастанцыяй для назапашвання свінцова-вугляроднай энергіі ў правінцыі Чжэцзян і нават ва ўсёй краіне.

Праточная батарэя: праточная батарэя звычайна складаецца з вадкасці, якая захоўваецца ў ёмістасці, якая працякае праз электроды. Зарад і разрад завяршаюцца праз іонаабменную мембрану; звярніцеся да малюнку ніжэй.

Схема праточнай батарэі

Што тычыцца больш рэпрэзентатыўнай цалкам ванадыевай батарэі, праект Guodian Longyuan, 5MW/10MWh, завершаны Інстытутам хімічнай фізікі Даляня і Dalian Rongke Energy Storage, быў самай шырокай сістэмай назапашвання энергіі з цалкам ванадыевых батарэяў. свету таго часу, які ў цяперашні час будуецца. Больш маштабная сістэма назапашвання энергіі цалкам ванадыевых акісляльна-аднаўленчых акумулятараў дасягае 200 МВт/800 МВт·г.

Метала-іённы акумулятар: самая хуткарослая і шырока выкарыстоўваная тэхналогія электрахімічнага назапашвання энергіі. Сярод іх літый-іённыя батарэі звычайна выкарыстоўваюцца ў бытавой электроніцы, энергетычных батарэях і іншых галінах, і іх прымяненне ў назапашванні энергіі таксама расце. Уключаючы папярэднія будаваныя праекты Huawei, якія выкарыстоўваюць назапашвальнік энергіі літый-іённых батарэй, найбуйнейшым праектам назапашвання энергіі літый-іённых батарэй, пабудаваным да гэтага часу, з'яўляецца станцыя назапашвання энергіі Moss Landing, якая складаецца з Фазы I 300 МВт/1200 МВт·г і Фазы II 100 МВт/400 МВт·г, а у агульнай складанасці 400 МВт/1600 МВтч.

Літый-іённая батарэя

З-за абмежавання магутнасцяў і кошту вытворчасці літыя замена іёнаў натрыю адносна нізкай шчыльнасцю энергіі, але багатыя запасы, як чакаецца, знізіць цану, стала шляхам развіцця літый-іённых акумулятараў. Яго прынцып і асноўныя матэрыялы падобныя на літый-іённыя батарэі, але ён яшчэ не быў індустрыялізаваны ў вялікіх маштабах. , сістэма назапашвання энергіі натрыева-іённага акумулятара, уведзеная ў эксплуатацыю, у існуючых справаздачах бачыла маштаб толькі 1 МВт·г.

Алюмініева-іённыя батарэі маюць характарыстыкі высокай тэарэтычнай ёмістасці і багатых запасаў. Гэта таксама даследчы кірунак па замене літый-іённых батарэй, але дакладнага шляху камерцыялізацыі няма. Індыйская кампанія, якая стала папулярнай нядаўна, абвясціла аб камерцыялізацыі вытворчасці алюмініева-іённых акумулятараў у наступным годзе і пабудове блока назапашвання энергіі магутнасцю 10 МВт. Давайце пачакаем і паглядзім.

пачакайце і паглядзіце

Акумулятарныя батарэі метал-сера/кісларод/паветра: у тым ліку літый-серныя, літыева-кіслародныя/паветраныя, натрыева-серныя, алюмініева-паветраныя акумулятары і г.д., з больш высокай шчыльнасцю энергіі, чым іённыя батарэі. Актуальным прадстаўніком камерцыялізацыі з'яўляюцца натрыева-серныя батарэі. У цяперашні час NGK з'яўляецца вядучым пастаўшчыком сістэм натрыева-серных акумулятараў. Велізарны маштаб, які быў уведзены ў эксплуатацыю, - гэта сістэма назапашвання энергіі натрыева-сернай батарэі магутнасцю 108 МВт/648 МВт-г у Аб'яднаных Арабскіх Эміратах.

  1. Хімічнае назапашванне энергіі: некалькі дзесяцігоддзяў таму Шродынгер пісаў, што жыццё залежыць ад набыцця адмоўнай энтрапіі. Але калі вы не разлічваеце на знешнюю энергію, энтрапія ўзрасце, таму жыццё павінна браць уладу. Жыццё знаходзіць свой шлях, і для назапашвання энергіі расліны ператвараюць сонечную энергію ў хімічную энергію арганічных рэчываў з дапамогай фотасінтэзу. Хімічнае захоўванне энергіі было натуральным выбарам з самага пачатку. Хімічнае назапашванне энергіі было надзейным метадам назапашвання энергіі для людзей, так як яно ператварыла вольты ў электрычныя стэкі. Тым не менш, камерцыйнае выкарыстанне буйнамаштабных сховішчаў энергіі толькі пачалося.

Назапашванне вадароду, метанол і г.д.: Вадародная энергія мае выдатныя перавагі высокай шчыльнасці энергіі, чысціні і аховы навакольнага асяроддзя і шырока лічыцца ідэальнай крыніцай энергіі ў будучыні. Маршрут вытворчасці вадароду→сховішча вадароду→паліўны элемент ужо на шляху. У цяперашні час у маёй краіне пабудавана больш за 100 вадародных заправачных станцый, якія ўваходзяць у лік першых у свеце, у тым ліку найбуйнейшая ў свеце вадародная запраўка ў Пекіне. Аднак з-за абмежаванняў тэхналогіі захоўвання вадароду і рызыкі выбуху вадароду непрамое захоўванне вадароду, прадстаўленае метанолам, таксама можа быць важным шляхам для будучай энергіі, напрыклад, тэхналогія «вадкага сонечнага святла» ​​каманды Лі Кана ў Інстытуце Даляня хіміі, Кітайская акадэмія навук.

Метала-паветраныя першасныя батарэі: прадстаўлены алюмініева-паветранымі батарэямі з высокай тэарэтычнай шчыльнасцю энергіі, але прагрэс у камерцыялізацыі невялікі. Фінерджы, прадстаўнічая кампанія, пра якую згадваецца ў шматлікіх справаздачах, выкарыстоўвала для сваіх аўтамабіляў алюмініевыя-паветраныя батарэі. Тысяча міль, вядучым рашэннем у назапашванні энергіі з'яўляюцца акумулятарныя цынкава-паветраныя батарэі.

блізка_белы
блізка

Пішыце запыт тут

адказ на працягу 6 гадзін, любыя пытанні вітаюцца!

    en English
    X
    [клас^="wpforms-"]
    [клас^="wpforms-"]