El almacenamiento de energía a corto plazo es una tecnología o dispositivo que puede almacenar y liberar energía en un breve espacio de tiempo. El futuro almacenamiento mundial de energía será multienergético y complementario, y el almacenamiento de energía a corto plazo también se convertirá en una parte indispensable de la estrategia de neutralidad en carbono.
1. ¿Qué es el almacenamiento de energía a corto plazo?
El almacenamiento de energía a corto plazo es una de las tecnologías de almacenamiento de energía o dispositivo que puede almacenar y liberar energía en un breve espacio de tiempo. Puede utilizarse para equilibrar sistemas energéticos con oferta y demanda desajustadas, hacer frente a fluctuaciones energéticas y picos de demanda, y mejorar la eficiencia de utilización de la energía y la estabilidad del sistema.
Entre las tecnologías habituales de almacenamiento de energía a corto plazo se encuentran las baterías, los supercondensadores, los equipos de almacenamiento de hidrógeno, etc. Estas tecnologías pueden almacenar energía en forma de electricidad, calor o energía mecánica y liberarla rápidamente cuando sea necesario.
- Principales métodosbaterías de iones de litio (almacenamiento de energía a corto y medio plazo), baterías de plomo-ácido, baterías de sodio-azufre, supercondensadores, etc.
- Función principals: alta frecuencia a corto plazo, gran precisión de ajuste, tiempo de respuesta de varios segundos o milisegundos, la electroquímica ha entrado en la fase de comercialización
- Escenarios de aplicaciónalimentación de reserva, regulación de frecuencia de red, regulación de picos de microrred, SAI, etc.
- Valor de aplicación: Almacenamiento de energía en baterías de iones de litio (sodio)
2. ¿Qué es el almacenamiento de energía a largo plazo?
Almacenamiento de energía de larga duración es una tecnología o dispositivo que puede almacenar y liberar energía durante un periodo de tiempo más largo. En comparación con el almacenamiento de energía a corto plazo, el almacenamiento de energía a largo plazo puede almacenar una mayor capacidad de energía y proporcionar un suministro continuo de energía durante un periodo de tiempo más largo.
La tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo se utiliza principalmente para resolver los problemas de intermitencia y volatilidad de la almacenamiento de energía renovable para que la energía renovable pueda suministrarse a la red eléctrica sin interrupciones. Las tecnologías habituales de almacenamiento de energía a largo plazo incluyen el almacenamiento de agua por bombeo, el almacenamiento de hidrógeno, el almacenamiento térmico, el almacenamiento subterráneo de energía, etc. Estas tecnologías pueden convertir la energía eléctrica, térmica, etc.
En formas más estables para su almacenamiento, ampliando al máximo la durabilidad del almacenamiento de energía.
- Principales métodosAlmacenamiento de energía hidráulica por bombeo, almacenamiento de energía de hidrógeno, aire comprimido, batería de flujo, etc.
- Características principales: Gran escala, largo tiempo de almacenamiento de energía para hacer frente a las necesidades diarias/mesuales.
- Escenarios de aplicaciónReducción de picos en la red eléctrica a largo plazo, integración de energías renovables en la red, etc.
- Almacenamiento hidroeléctrico por bombeo: Actualmente es la tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo más madura y con mayor capacidad instalada.
Las principales ventajas se reflejan en su gran capacidad de almacenamiento de energía, su tecnología madura, su alta eficiencia operativa, su larga vida útil y sus bajos costes de mantenimiento. Sin embargo, tiene elevados requisitos en cuanto a las condiciones geográficas de los recursos y un periodo de construcción relativamente largo.
El tiempo de almacenamiento de energía de las centrales hidroeléctricas de bombeo suele ser de 4-10 horas, y la capacidad de una sola unidad es de 300.000-400.000 kilovatios, lo que puede satisfacer plenamente las necesidades de almacenamiento de energía a largo plazo. La capacidad instalada de centrales hidroeléctricas de bombeo en China ha crecido considerablemente.
Según datos de la Agencia Internacional de Energías Renovables, a finales de 2021, la escala total de las centrales eléctricas de acumulación por bombeo en China era de 36,39 GW. La escala total de las centrales de acumulación por bombeo de China representó 28% de la escala total mundial, de 17% en 2010 a 28% en 2021. %.
- Almacenamiento de energía en aire comprimido: Las principales ventajas se reflejan en batería grande capacidad energía almacenamiento, largo periodo de almacenamiento de energía, alta eficiencia del sistema, larga vida útil y una inversión relativamente pequeña.
- Almacenamiento de energía en sales fundidas: La tecnología de almacenamiento de calor puede dividirse en tres categorías: almacenamiento de calor sensible, almacenamiento de calor por cambio de fase y almacenamiento de calor termoquímico.
En la actualidad, la tecnología de almacenamiento térmico sensible es la más madura, tiene un precio bajo y una amplia aplicación; el almacenamiento térmico encubierto es un punto caliente de la investigación; mientras que el almacenamiento térmico termoquímico aún no está maduro.
3. La diferencia entre el almacenamiento de energía a corto plazo y el almacenamiento de energía a largo plazo
En función de los distintos escenarios y necesidades de uso, dividimos los métodos de almacenamiento de energía en dos categorías: almacenamiento de energía a largo y corto plazo, según la velocidad de respuesta y el tiempo de descarga. Ante los distintos escenarios de nuevas energías centralizadas y distribuidas, el almacenamiento de energía y su aplicación combinada también se aplicarán de distintas maneras.
El almacenamiento de energía a corto plazo se utiliza para las necesidades de reposición de energía de emergencia a corto plazo, y el almacenamiento de energía a largo plazo libera energía para la regulación de picos a largo plazo y la conexión a la red.
Las formas de almacenamiento de energía están actualmente diversificadas, y se dividen principalmente en almacenamiento de energía térmica, almacenamiento de energía eléctrica y almacenamiento de energía de hidrógeno, de acuerdo con diferentes vías técnicas. El almacenamiento de energía eléctrica puede dividirse en almacenamiento de energía física, almacenamiento de energía electromagnética y almacenamiento de energía electroquímica.
Las diferencias en las propiedades técnicas afectan a la respuesta del producto y al tiempo de descarga. Todo se reduce a que el almacenamiento de energía a corto plazo se utiliza para las necesidades de reposición de energía de emergencia a corto plazo y el almacenamiento de energía a largo plazo para la liberación de energía y la regulación de picos a largo plazo y la conexión a la red.
Además, el almacenamiento de energía a corto plazo se destina principalmente a las necesidades de emergencia y de regulación de picos y frecuencias a nivel horario. El almacenamiento de energía a largo plazo tendrá un mayor potencial de desarrollo en escenarios en los que la tasa de penetración de las energías renovables sea mayor.
Cuanto mayor sea la proporción de energía eólica y fotovoltaica, mayor será la necesidad de reducir el recorte de potencia, la regulación de la frecuencia y los picos, y el almacenamiento a largo plazo. Comparado con el almacenamiento de energía a corto plazo, el almacenamiento de energía a largo plazo puede realizar mejor la traslación de potencia, equilibrar el sistema eléctrico mediante el recorte de picos y el relleno de valles, almacenar energía a gran escala y garantizar la estabilidad de la energía.
4. Almacenamiento de energía a corto plazo Mercado chino
Con el continuo crecimiento de la demanda del mercado energético chino y el aumento de la capacidad y la proporción de capacidad de generación de energía instalada con energías no fósiles, el mercado de almacenamiento de energía tendrá más margen de desarrollo.
A finales de 2022, la capacidad instalada de nuevos proyectos de almacenamiento de energía en funcionamiento en China ha alcanzado los 8,7 millones de kilovatios, con un tiempo medio de almacenamiento de energía de aproximadamente 2,1 horas, un aumento interanual de más de 110%.
Entre las nuevas tecnologías instaladas en 2022, la tecnología de almacenamiento de energía mediante baterías de iones de litio sigue dominando, con 94,2%. Sin embargo, otras tecnologías de almacenamiento de energía también se están desarrollando rápidamente.
Por ejemplo, almacenamiento de energía de aire comprimido representa 3,4%, y la tecnología de almacenamiento de energía mediante baterías de flujo, 2,3%. El ritmo de crecimiento de estas tecnologías se ha acelerado considerablemente.
Además, varias tecnologías de almacenamiento de energía, como los volantes de inercia, la gravedad y los iones de sodio, también han entrado en la fase de demostración de ingeniería y se espera que se comercialicen en los próximos años.
Con la innovación y el desarrollo continuos de la tecnología de almacenamiento de energía, se mejorará la eficiencia de los sistemas de almacenamiento de energía, se ampliará la vida útil del ciclo y se reducirán los costes del sistema.
Esto contribuirá a promover el desarrollo a gran escala del mercado de almacenamiento de energía, a satisfacer mejor las necesidades del mercado energético chino y a lograr la transformación energética y el desarrollo sostenible.
5. Almacenamiento de energía a corto plazo Mercados europeo y estadounidense
El rápido desarrollo del mercado de almacenamiento de energía a corto plazo se concentra principalmente en los dos campos del almacenamiento doméstico y el almacenamiento portátil de energía.
Europa y Estados Unidos son los principales protagonistas de la economía mundial. almacenamiento de energía detrás del contador instalaciones, cada una de las cuales ocupa aproximadamente 1/4 del mercado. Los principales factores que impulsan el rápido desarrollo son los siguientes:
- Afectada por factores geopolíticos, la tasa de autosuficiencia energética es baja y los precios al consumo de la electricidad siguen subiendo, lo que favorece el aumento de la tasa de penetración del ahorro doméstico.
- Los edificios europeos y estadounidenses son en su mayoría edificios independientes de poca altura. La construcción de instalaciones de almacenamiento de energía es fácil y la demanda del mercado es grande.
- Debido a la prevalencia de la cultura del aire libre y al entorno geográfico propenso a las catástrofes en algunas zonas, el almacenamiento portátil de energía se utiliza principalmente en países europeos, estadounidenses y japoneses.
6. Cadena de suministro de almacenamiento de energía a corto plazo
En cuanto al mercado de almacenamiento de energía a corto plazo, con la transformación energética mundial y el rápido desarrollo de las energías renovables, el mercado de almacenamiento de energía se ha convertido en una importante industria emergente.
Para lograr un desarrollo maduro del mercado de almacenamiento de energía, es necesario optimizar las materias primas previas de la cadena industrial, la fabricación e integración de los sistemas de almacenamiento de energía intermedios y las aplicaciones posteriores.
Al mismo tiempo, el mercado del almacenamiento de energía se encuentra en una fase de rápido desarrollo y están surgiendo diversas tecnologías. Para las empresas, la clave para destacar en este mercado tan competitivo reside en la innovación tecnológica y los productos diferenciados.
Innovación tecnológica: Las empresas tienen que seguir invirtiendo en investigación y desarrollo para mejorar el rendimiento de los sistemas de almacenamiento de energía, reducir costes y mejorar la seguridad. Por ejemplo, mejorando la densidad energética, la duración del ciclo y la eficiencia de carga y descarga de la batería, así como optimizando el sistema de gestión de la batería y el sistema de gestión de la energía.
Productos diferenciados: Las empresas tienen que ofrecer soluciones de almacenamiento de energía personalizadas para diferentes escenarios de aplicación. Por ejemplo, se ofrecen productos de almacenamiento de energía con prestaciones y funciones específicas para distintos escenarios, como los hogares, la industria y el comercio, y el lado de la red.
Capacidad de realización empresarial: Las empresas deben tener la capacidad de transformar la innovación tecnológica y los productos diferenciados en valor empresarial. Esto incluye capacidades de desarrollo del mercado, gestión de las relaciones con los clientes, gestión de la cadena de suministro, etc.
Integración de la cadena industrial: Las empresas deben establecer estrechas relaciones de cooperación con las empresas anteriores y posteriores para garantizar un funcionamiento eficaz del suministro de materias primas, la fabricación y los servicios posventa.
7. Características del almacenamiento híbrido de energía
Por sistema híbrido de almacenamiento de energía se entiende la aplicación mixta de varios tipos diferentes de sistemas de almacenamiento de energía. El punto en común es que dos o más tipos de almacenamiento de energía se combinan para formar un único sistema de almacenamiento de energía.
Aunque la tecnología de almacenamiento de energía a corto plazo tiene un tiempo de almacenamiento de energía corto, tiene un ciclo de vida largo y es adecuada para escenarios de aplicación de alta frecuencia, como la regulación de frecuencia, la subida de colinas y los picos.
La tecnología de almacenamiento de energía a largo plazo resuelve principalmente el problema de la migración espaciotemporal de la energía eléctrica, como el peak shaving. En el nuevo consumo energético, las dos tecnologías de almacenamiento de energía son complementarias y coexistirán durante mucho tiempo.
En comparación con la tecnología de almacenamiento de energía única, la tecnología de almacenamiento de energía híbrida combina una variedad de métodos de almacenamiento de energía diferentes, utiliza ampliamente las ventajas de múltiples tecnologías, compensa las deficiencias de la tecnología de almacenamiento de energía única y también supera la baja eficiencia operativa del sistema de almacenamiento de energía. cuestión.
Al mismo tiempo, la tecnología híbrida de almacenamiento de energía es más flexible e inteligente. A través de nuevas tecnologías como los ordenadores y el Internet de las Cosas.
Puede coordinar y controlar varios dispositivos de almacenamiento de energía en el sistema de almacenamiento de energía, maximizando la eficiencia del almacenamiento de energía de todo el sistema. Además, permite ajustar dinámicamente y despachar de forma óptima la red de suministro eléctrico, mejorando la estabilidad operativa y la calidad del suministro eléctrico de la microrred.
Además, el almacenamiento híbrido de energía puede ayudar a reducir los costes del sistema. Dos o más sistemas de almacenamiento de energía pueden compartir la mayoría de los equipos de electrónica de potencia y hardware de conexión a la red, lo que reduce los costes iniciales de instalación y mantenimiento.
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