Energijos kaupimo pramonės plėtros ir taikymo apžvalga.
1. Įvadas į energijos kaupimo technologiją.
Energijos kaupimas yra energijos kaupimas. Tai technologijos, kurios vieną energijos formą paverčia stabilesne ir ją kaupia. Tada, kai reikia, jos ją išskiria tam tikra forma. Skirtingi energijos kaupimo principai ją skirsto į 3 tipus: mechaninį, elektromagnetinį ir elektrocheminį. Kiekvienas energijos kaupimo tipas turi savo galios diapazoną, savybes ir panaudojimą.
| Energijos kaupimo tipas | Nominali galia | Nominali energija | Charakteristikos | Paraiškų teikimo atvejai | |
| Mechaninis Energijos kaupimas | 抽水 储能 | 100–2000 MW | 4–10 val. | Didelio masto, brandi technologija; lėtas reagavimas, reikalingi geografiniai ištekliai | Apkrovos reguliavimas, dažnio valdymas ir sistemos atsarginis maitinimas, tinklo stabilumo valdymas. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1–20 val. | Didelio masto, brandžios technologijos; lėtas reagavimas, geografinių išteklių poreikis. | Didžiausias skutimas, sistemos atsarginė kopija, tinklo stabilumo kontrolė | |
| 飞轮 储能 | kW-30 MW | 15–30 sek. min. | Didelė savitoji galia, didelė kaina, didelis triukšmo lygis | Pereinamųjų / dinaminių režimų valdymas, dažnio valdymas, įtampos valdymas, nepertraukiamo maitinimo šaltiniai ir akumuliatorių energijos kaupimas. | |
| Elektromagnetinis Energijos kaupimas | 超导 储能 | kW-1 MW | 2 s–5 min. | Greitas reagavimas, didelė savitoji galia; didelės išlaidos, sudėtinga priežiūra | Pereinamųjų/dinaminių procesų valdymas, dažnio valdymas, energijos kokybės valdymas, UPS ir akumuliatorių energijos kaupimas |
| 超级 电容 | kW-1 MW | 1–30 s | Greitas reagavimas, didelė savitoji galia; didelė kaina | Elektros energijos kokybės kontrolė, UPS ir akumuliatorinė energijos kaupimo sistema | |
| Elektrocheminis Energijos kaupimas | 铅酸 电池 | kW-50 MW | 1 min. – 3 h | Brandžios technologijos, maža kaina, trumpas tarnavimo laikas, susirūpinimas dėl aplinkos apsaugos | Atsarginė elektros stotis, paleidimas iš elektros tinklo, nepertraukiamo maitinimo šaltiniai, energijos balansas |
| 液流 电池 | kW-100 MW | 1–20 val. | Daugelį akumuliatorių ciklų sudaro gilus įkrovimas ir iškrovimas. Juos lengva sujungti, tačiau jų energijos tankis yra mažas. | Tai apima elektros energijos kokybę. Taip pat apima atsarginę energijos tiekimą. Taip pat apima piko mažinimą ir slėnių užpildymą. Taip pat apima energijos valdymą ir atsinaujinančiosios energijos kaupimą. | |
| 钠硫 电池 | 1 kW–100 MW | Darbo valandos | Didelės savitosios energijos, didelių sąnaudų ir eksploatavimo saugos klausimai reikalauja tobulinimo. | Elektros energijos kokybė yra viena idėja. Atsarginis maitinimo šaltinis – kita. Tada yra piko mažinimas ir slėnių užpildymas. Energijos valdymas – dar viena. Galiausiai, yra atsinaujinančios energijos kaupimas. | |
| 锂离子 电池 | kW-100 MW | Darbo valandos | Didelė savitoji energija, kaina mažėja mažėjant ličio jonų akumuliatorių kainai | Pereinamųjų / dinaminių režimų valdymas, dažnio valdymas, įtampos valdymas, nepertraukiamo maitinimo šaltiniai ir akumuliatorių energijos kaupimas. | |
Jis turi privalumų. Tarp jų – mažesnis geografinis poveikis. Jis taip pat pasižymi trumpu konstrukcijos laiku ir dideliu energijos tankiu. Dėl to elektrocheminis energijos kaupimas gali būti naudojamas lanksčiai. Jis veikia daugelyje energijos kaupimo situacijų. Tai technologija, skirta energijos kaupimui. Ji turi plačiausią panaudojimo spektrą ir didžiausią plėtros potencialą. Pagrindinės iš jų yra ličio jonų baterijos. Jos naudojamos nuo kelių minučių iki kelių valandų.
2. Energijos kaupimo taikymo scenarijai
Energijos kaupimas elektros energijos sistemoje turi daugybę pritaikymo scenarijų. Energijos kaupimas turi tris pagrindinius panaudojimo būdus: elektros energijos gamybą, tinklą ir vartotojus. Jie yra:
Naujos energijos gamyba skiriasi nuo tradicinių rūšių. Jai įtakos turi natūralios sąlygos, tokios kaip šviesa ir temperatūra. Energijos gamyba kinta priklausomai nuo sezono ir paros. Energijos kiekio pritaikyti prie poreikio neįmanoma. Tai nestabilus energijos šaltinis. Kai įrengta galia arba energijos gamybos dalis pasiekia tam tikrą lygį, tai paveiks elektros tinklo stabilumą. Siekiant užtikrinti elektros energijos sistemos saugumą ir stabilumą, naujoje energijos sistemoje bus naudojami energijos kaupimo produktai. Jie bus prijungti prie tinklo, kad būtų išlygintas energijos gamybos procesas. Tai sumažins naujos energijos gamybos poveikį. Tai apima fotovoltinę ir vėjo energiją. Jos yra nepastovios ir nepastovios. Tai taip pat spręs energijos suvartojimo problemas, tokias kaip vėjo ir šviesos nutrūkimas.
Tradicinis tinklo projektavimas ir statyba vadovaujasi maksimalios apkrovos metodu. Tai taikoma tinklo pusėje. Taip yra statant naują tinklą arba didinant pajėgumus. Įranga turi atsižvelgti į maksimalią apkrovą. Tai lems dideles sąnaudas ir mažą turto naudojimą. Energijos kaupimo tinklo pusėje atsiradimas gali sugriauti pradinį maksimalios apkrovos metodą. Statant naują tinklą arba plečiant seną, galima sumažinti tinklo perkrovą. Tai taip pat skatina įrangos plėtrą ir atnaujinimą. Tai taupo tinklo investicijų sąnaudas ir pagerina turto naudojimą. Energijos kaupimui konteineriai naudojami kaip pagrindinė nešėja. Jis naudojamas elektros energijos gamybos ir tinklo pusėse. Jis daugiausia skirtas taikymams, kurių galia didesnė nei 30 kW. Joms reikalinga didesnė produkto talpa.
Naujos energijos sistemos vartotojo pusėje daugiausia naudojamos energijai generuoti ir kaupti. Tai sumažina elektros energijos sąnaudas ir naudoja energijos kaupimą energijai stabilizuoti. Tuo pačiu metu vartotojai taip pat gali naudoti energijos kaupimo sistemas elektros energijai kaupti, kai kainos yra žemos. Tai leidžia jiems sumažinti tinklo elektros energijos naudojimą, kai kainos yra aukštos. Jie taip pat gali parduoti elektros energiją iš kaupimo sistemos, kad uždirbtų pinigų iš piko ir slėnio kainų. Vartotojo pusėje energijos kaupimas naudoja spintas kaip pagrindinį nešiklį. Tai tinka pramoniniams ir komerciniams parkams bei paskirstytoms fotovoltinėms elektrinėms. Jų galia yra nuo 1 kW iki 10 kW. Produkto talpa yra gana maža.
3. Sistema „šaltinis-tinklas-apkrova-kaupimas“ yra išplėstinis energijos kaupimo taikymo scenarijus.
Sistema „Šaltinis-tinklas-apkrova-kaupimas“ yra veikimo režimas. Ji apima „energijos šaltinio, elektros tinklo, apkrovos ir energijos kaupimo“ sprendimą. Ji gali padidinti energijos vartojimo efektyvumą ir tinklo saugumą. Ji gali išspręsti tokias problemas kaip tinklo nepastovumas naudojant švarią energiją. Šioje sistemoje šaltinis yra energijos tiekėjas. Ji apima atsinaujinančiąją energiją, pavyzdžiui, saulės, vėjo ir hidroenergiją. Ji taip pat apima tradicinę energiją, pavyzdžiui, anglį, naftą ir gamtines dujas. Tinklas yra energijos perdavimo tinklas. Jį sudaro perdavimo linijos ir elektros energijos sistemos įranga. Apkrova yra galutinis energijos vartotojas. Ji apima gyventojus, įmones ir viešąsias įstaigas. Kaupimas yra energijos kaupimo technologija. Ji apima kaupimo įrangą ir technologijas.
Senojoje energetikos sistemoje energijos šaltinis yra šiluminės elektrinės. Namai ir pramonės įmonės yra apkrova. Jos yra toli viena nuo kitos. Jas jungia elektros tinklas. Jame naudojamas didelis, integruotas valdymo režimas. Tai realaus laiko balansavimo režimas, kai energijos šaltinis seka apkrovą.
Pagal „neue Leistungssystem“ sistemą naujų energijos transporto priemonių įkrovimo poreikis buvo įtrauktas kaip „apkrova“ vartotojams. Tai labai padidino apkrovą elektros tinklui. Nauji energijos gamybos būdai, pavyzdžiui, fotovoltinė energija, leido vartotojams tapti „energijos šaltiniu“. Be to, naujos energijos transporto priemonėms reikalingas greitas įkrovimas. Be to, naujos energijos gamyba yra nestabili. Todėl vartotojams reikia „energijos kaupimo“, kad būtų sušvelnintas jų energijos gamybos ir naudojimo poveikis tinklui. Tai leis naudoti didžiausią ir vidutinę energijos sąnaudas.
Naujų energijos šaltinių naudojimas įvairėja. Vartotojai dabar nori kurti vietinius mikro tinklus. Jie jungia „energijos šaltinius“ (šviesą), „energijos kaupimą“ (kaupimą) ir „apkrovas“ (įkrovimą). Jie naudoja valdymo ir ryšio technologijas daugeliui energijos šaltinių valdyti. Jie leidžia vartotojams vietoje gaminti ir naudoti naują energiją. Jie taip pat dviem būdais jungiasi prie didelio elektros tinklo. Tai sumažina jų poveikį tinklui ir padeda jį subalansuoti. Mažas mikro tinklas ir energijos kaupimas yra „fotovoltinė kaupimo ir įkrovimo sistema“. Jie yra integruoti. Tai svarbus „šaltinių tinklo apkrovos kaupimo“ taikymas.
Energijos kaupimo pramonės taikymo perspektyvos ir rinkos pajėgumas
CNESA ataskaitoje teigiama, kad iki 2023 m. pabaigos bendra veikiančių energijos kaupimo projektų galia siekė 289,20 GW. Tai 21,92 % daugiau nei 237,20 GW 2022 m. pabaigoje. Bendra įrengta naujų energijos kaupimo projektų galia pasiekė 91,33 GW. Tai 99,62 % daugiau nei ankstesniais metais.
Iki 2023 m. pabaigos bendra energijos kaupimo projektų galia Kinijoje pasiekė 86,50 GW. Tai 44,65 % daugiau nei 59,80 GW 2022 m. pabaigoje. Dabar jie sudaro 29,91 % pasaulinių pajėgumų, t. y. 4,70 % daugiau nei 2022 m. pabaigoje. Iš jų didžiausią pajėgumą turi hidroakumuliacinės elektrinės, sudarančios 59,40 %. Rinkos augimą daugiausia lemia nauji energijos kaupimo įrenginiai. Tai apima ličio jonų baterijas, švino rūgšties baterijas ir suspaustą orą. Jų bendra galia siekia 34,51 GW. Tai 163,93 % daugiau nei praėjusiais metais. 2023 m. Kinijos naujų energijos kaupimo įrenginių pajėgumas padidės 21,44 GW, tai yra 191,77 % daugiau nei praėjusiais metais. Nauji energijos kaupimo įrenginiai apima ličio jonų baterijas ir suspaustą orą. Abiejose šalyse yra šimtai prie tinklo prijungtų, megavatų lygio projektų.
Sprendžiant iš naujų energijos kaupimo projektų planavimo ir statybos, Kinijos naujas energijos kaupimas tapo didelio masto. 2022 m. buvo 1 799 projektai. Jie yra planuojami, statomi arba veikia. Jų bendra galia siekia apie 104,50 GW. Dauguma naujų energijos kaupimo projektų, pradėtų eksploatuoti, yra maži ir vidutinio dydžio. Jų mastas yra mažesnis nei 10 MW. Jie sudaro apie 61,98 % visų projektų. Planuojami ir statomi energijos kaupimo projektai dažniausiai yra dideli. Jų galia yra 10 MW ir didesnė. Jie sudaro 75,73 % visų projektų. Šiuo metu vykdomi daugiau nei 402 100 megavatų projektai. Jie turi pagrindą ir sąlygas kaupti energiją elektros tinklui.
Įrašo laikas: 2024 m. liepos 22 d.