Накопители энергии на основе углекислого газа - это новый тип технологии долгосрочного хранения энергии. Согласно публичной информации, в настоящее время три компании - Energy Dome, Boruiding Energy и Bairang New Energy - занимают лидирующие позиции в мире.
1. Энергетический купол, Италия
Как следует из названия компании "Купол", наиболее важной особенностью системы хранения углекислотной энергии Energy Dome является использование огромных воздушных мешков для хранения углекислого газа при температуре и давлении, близких к нормальным.
По мнению генерального директора Energy Dome Клаудио Спадацини, эти куполообразные конструкции станут символом перехода на чистую энергию, "так же как ветряные мельницы и солнечные батареи".
Эффективная, недорогая, гибкая, долговечная и надежная, компания Energy Dome заявила, что ее система хранения энергии на основе углекислого газа в ближайшие несколько лет достигнет себестоимости электроэнергии в 50-60 долларов США/МВт-ч (340-410 юаней/МВт-ч), что будет более чем в два раза ниже, чем у литий-ионных батарей; в то же время, углекислотное хранилище Energy Dome может достичь эффективности энергетической системы 75-80%.
Через год после ввода в эксплуатацию первого коммерческого демонстрационного проекта по хранению углекислотной энергии мощностью 2,5 МВт/4 МВт-ч, в конце 2023 года, компания Energy Dome объявила о том, что в Италии будет развернут первый проект по длительному хранению энергии продолжительностью 10 часов. Масштаб проекта составляет 20 МВт/200 МВт-ч, и ожидается, что он будет введен в коммерческую эксплуатацию в третьем квартале 2024 года. Нажмите здесь, чтобы узнать больше о Топ 10 высокая емкость батареи клетки.
По данным Energy Dome, капитальные затраты, необходимые для реализации проекта, составят менее 50% капитальных затрат для 4-часового литий-ионного накопителя энергии.
2. Байранг Новая энергия
Компания Bairang New Energy, основанная в 2021 году, использует технологию газожидкостной интерконверсии и двухстадийного синергетического хранения энергии. Ее основной принцип заключается в использовании избытка электроэнергии для сжатия углекислого газа при нормальной температуре и давлении в жидкость в период низкого потребления электроэнергии, а затем его сжатия. Тепловая энергия, вырабатываемая в процессе, накапливается. балконная система хранения солнечной энергии.
В периоды пикового потребления электроэнергии накопленная тепловая энергия используется для нагрева жидкого углекислого газа до газообразного состояния и приведения в действие турбины для выработки электроэнергии.
Компания Bairang New Energy заявила, что ее технология хранения энергии на основе углекислого газа с газожидкостной интерконверсией имеет стоимость полного цикла производства электроэнергии на уровне 0,15 юаня/кВт-ч, что, безусловно, экономично; в то же время, конструкция системы, развязывающая блок мощности системы и блок емкости, означает, что когда мощность определена.
В соответствии с этой предпосылкой увеличение времени хранения энергии требует лишь увеличения единицы емкости системы. Поэтому чем больше время хранения энергии, тем ниже удельная стоимость системы хранения энергии на основе углекислого газа.
Благодаря замкнутому циклу система хранения энергии на основе углекислого газа компании Bairang New Energy не зависит от внешних температур и географических условий и имеет хорошую универсальную применимость. Все блоки и сопутствующее оборудование построены над землей, поэтому инженерные сложности невелики, а строительство ведется быстро.
Накопление и выделение электрической энергии осуществляется за счет физического изменения фазы углекислого газа. Когда температура и давление фазового перехода определены, фазовый переход диоксида углерода в газожидкостной межконверсионной системе хранения энергии на основе диоксида углерода не имеет временных ограничений.
Оборудование агрегата представляет собой вращающуюся машину, а принцип работы такой же, как у тепловой энергии. Агрегат аналогичен и может работать бесперебойно. Максимальный цикл работы системы может составлять до 24 часов, время зарядки и разрядки - более 23 часов, а эквивалентный коэффициент использования времени системы может быть близок к 100%.
Проект по хранению энергии углекислого газа Wuhu Conch 10 МВт/80 МВт/ч, который будет подключен к сети для производства электроэнергии в конце 2023 года, использует технологию газожидкостного межконверсионного хранения энергии углекислого газа компании Bairang New Energy. В сочетании с технологическими особенностями производства цемента она использует отработанное тепло цементных печей для повышения эффективности хранения энергии и преобразования цемента в энергию.
Углекислый газ, выделяющийся в процессе производства, сжимается до состояния высокого давления и хранится в резервуаре для хранения газа под высоким давлением. Затем сжатый углекислый газ выпускается через выпускной клапан, приводя турбину во вращение и вырабатывая электроэнергию.
Система глубоко соединена с производственной линией улавливания CCUS компании Conch Cement и использует углекислый газ, уловленный на линии производства цемента, для системы хранения энергии, чтобы достичь временного хранения углекислого газа, что не только снижает стоимость системы хранения энергии, но и снижает стоимость хранения углерода, достигая улавливания и утилизации углекислого газа.
В то же время, благодаря полному использованию тепла дымовых газов с температурой ниже 110°C, образующихся в процессе производства цемента, отработанное тепло преобразуется в электроэнергию и подается на производство, что позволяет компании экономить около 1 565 тонн стандартного угля в год; систематическое использование низкосортного отработанного тепла позволяет решить проблему недостаточного использования низкосортного отработанного тепла на цементных заводах.
3.Боруй Динненг
Недавно Чжан Чжэньтао, главный научный сотрудник компании Boruiding Energy, в интервью ESPlaza Long-term Energy Storage Network сообщил: "Boruiding Energy использует матричную технологию хранения энергии на основе углекислого газа". Вот более подробная информация производители бессов.
Углекислый газ со стороны высокого давления может храниться в сверхкритическом состоянии или в жидком состоянии под высоким давлением и расширяться. Задняя часть и часть низкого давления могут храниться в газообразном или жидком состоянии.
Таким образом, по сравнению с другими технологическими маршрутами хранения углекислотной энергии, комбинации Boruiding Energy по хранению углекислотной энергии более разнообразны и могут гибко соответствовать различным сценариям".
По словам Чжан Чжэньтао, среди компаний, которые в настоящее время занимаются исследованиями и разработкой технологии хранения энергии углекислого газа по всему миру, Borui Dingneng является единственной компанией, контролируемой китайцами, и единственной отечественной исследовательской и промышленной интегрированной командой в этой области технологий.
Новый накопитель энергии на основе углекислого газа компании Borui Dingneng основан на принципах прямого цикла Брейтона и обратного цикла Карно. Он сжижает углекислый газ и хранит его под низким давлением, а также приводит в действие расширитель для выработки электроэнергии путем форсированной газификации. Эта технология обладает такими характеристиками, как высокая эффективность цикла, низкая сложность строительства, длительный срок эксплуатации (от 30 до 50 лет), низкая стоимость системы, совместимость с технологией CCUS и отсутствие ограничений по географическим условиям.
Кроме того, с точки зрения сценариев применения, технология хранения энергии углекислого газа Boruiding Energy может соответствовать технологической тенденции CCUS и реализовать "превращение отходов в сокровища" углекислого газа, что также имеет большое значение для энергосбережения и сокращения выбросов углерода.
По словам Юэ Юнкай, соучредителя и генерального директора компании Borui Dingneng, Borui Dingneng освоила такие ключевые технологии, как тепловой процесс хранения энергии углекислого газа и автоматическое управление, особенно технологию транскритического сжатия CO2 с высоким коэффициентом давления/широкими рабочими условиями, технологию низкого уровня эксергии Borui Ding
Компания Energy достигла прорыва в технологии теплообмена/накопления при высоких нагрузках, широких рабочих условиях и высокоскоростной технологии расширения турбины CO2, а также в технологии своевременного реагирования и интеллектуального управления системой на основе накопления энергии и планирования действий по высвобождению.
С точки зрения разработки продукта, разработанная компанией Boruiding Energy система хранения энергии на основе углекислого газа может достигать эффективности хранения энергии до 75%, срок службы составляет более 30 лет, а стоимость электроэнергии составляет около 0,15 юаня/кВтч.
В августе 2023 года будет завершен первый в стране демонстрационный и проверочный проект по созданию 100-киловаттного накопителя энергии на жидком углекислом газе, в октябре - совместная отладка и тестирование системы проекта, в декабре - подача заявки на создание первой в мире коммерческой электростанции на 100 МВт/400 МВт-ч с накопителем энергии на углекислом газе...
Несмотря на то, что компания Boruidingneng, основанная в 2022 году, начала свою деятельность поздно, она уже успела заявить о себе на рынке накопителей энергии на основе углекислого газа благодаря постоянному совершенствованию технологий.
4. Основное оборудование
Система хранения энергии углекислого газа в основном состоит из резервуаров высокого и низкого давления, компрессоров, турбин, тепло- и холодоаккумуляторов.
По сравнению с воздухом углекислый газ имеет большую молекулярную массу, поэтому турбина и компрессор будут меньше. После массового производства можно сократить количество используемого сырья и снизить стоимость.
Являясь ключевым оборудованием на этапе хранения энергии углекислого газа, производительность компрессора напрямую влияет на эффективность преобразования системы. В соответствии с различными способами сжатия рабочей жидкости компрессоры обычно делятся на две категории: компрессоры объемного действия и турбинные компрессоры.
В соответствии с различными способами изменения рабочего объема объемных компрессоров, их можно разделить на две категории: поршневые и ротационные. Среди них поршневые компрессоры являются наиболее широко используемыми поршневыми компрессорами; ротационные компрессоры включают в себя винтовые компрессоры, спиральные компрессоры, лопастные компрессоры и компрессоры с катящимся ротором.
По направлению потока газа турбинные компрессоры можно разделить на центробежные и осевые.
Из-за большого давления на стороне высокого давления в системах хранения энергии углекислого газа ротационные компрессоры обычно не подходят для систем хранения энергии углекислого газа. Из-за ограничений по расходу поршневые компрессоры обычно подходят для систем хранения энергии углекислого газа с малым расходом, а турбинные компрессоры - для крупных систем хранения энергии углекислого газа.
Что касается поршневых углекислотных компрессоров, то в настоящее время на мировых рынках присутствуют такие производители, как итальянская Dorin Compressor Company, Frascold Compressor Company, Refcomp Compressor Company и немецкая Bizer Refrigeration Technology Co., Ltd.
Что касается турбинных компрессоров для производства углекислого газа, то производители центробежных компрессоров в основном включают Danfoss, Mitsubishi Heavy Industries, Atlas Copco и другие компании; производителей компрессоров осевого потока относительно немного. В настоящее время основными производителями являются MAN Energy Solutions в Германии и Howden в Великобритании. Вот более подробная информация о фотоэлектрические накопители энергии.
5. Резюме
Подводя итог, можно сказать, что коммерческое продвижение углекислотных накопителей энергии имеет многообещающие перспективы. Однако система хранения энергии на основе углекислого газа имеет и ряд недостатков.
Прежде всего, необходимо углубить базовые инновационные исследования в области хранения энергии на основе углекислого газа. Недостаточно теоретических исследований основной технологической системы систем хранения энергии на основе углекислого газа, отсутствует полноценное проектирование на верхнем уровне и поддержка на нижнем уровне.
В области аккумулирования энергии углекислого газа все еще существует множество ключевых технологий, которые необходимо преодолеть с точки зрения теории построения термодинамического цикла, стратегии динамического управления работой системы, разработки ключевого оборудования и выбора высокоэффективных материалов. В то же время существует и определенное практическое давление в области обработки и производства оборудования, применения системы и т.д.
Из-за уникальных свойств углекислого газа, таких как низкая вязкость, высокая плотность и низкая критическая точка, при работе компрессора в системе хранения энергии на основе углекислого газа также возникают некоторые потенциальные проблемы.
Но, как утверждает Energy Dome на своем официальном сайте: "CO2 Battery, единственная жизнеспособная альтернатива для длительного хранения энергии". В будущем, с расширением доли рынка и постоянным совершенствованием технологий, системы хранения энергии на основе углекислого газа будут становиться все дороже и дороже, как в плане стоимости, так и в плане затрат.
Будут улучшены как эксплуатационные характеристики, так и производительность. Ожидается, что хранение энергии в углекислом газе, которое в настоящее время является немного "нишевым", также станет важным направлением развития для долгосрочного хранения энергии.технологии хранения энергии.
+86 - 18925002618
