Короткострокове зберігання енергії - це технологія або пристрій, який може зберігати та вивільняти енергію протягом короткого періоду часу. Майбутнє глобальне зберігання енергії буде багатоенергетичною та взаємодоповнюючою, а короткострокове зберігання енергії також стане невід'ємною частиною стратегії вуглецевої нейтральності.
</img
1. Що таке короткострокове зберігання енергії?
Короткострокове зберігання енергії є одним з технології зберігання енергії або пристрій, який може накопичувати та вивільняти енергію протягом короткого проміжку часу. Його можна використовувати для балансування енергетичних систем з невідповідним попитом і пропозицією, для подолання коливань енергії та пікових навантажень, а також для підвищення ефективності використання енергії та стабільності системи.
До поширених технологій короткочасного зберігання енергії належать акумуляторні батареї, суперконденсатори, обладнання для зберігання водню тощо. Ці технології можуть зберігати енергію у вигляді електрики, тепла, механічної енергії та швидко вивільняти її за потреби.
- Основні методилітій-іонні акумулятори (короткострокове та середньострокове зберігання енергії), свинцево-кислотні акумулятори, натрієво-сірчані акумулятори, суперконденсатори тощо.
- Основна функціяs: короткочасна висока частота, висока точність регулювання, час відгуку кілька секунд або мілісекунд, електрохімія вступила в стадію комерціалізації
- Сценарії застосуваннярезервне живлення, регулювання частоти мережі, регулювання пікових навантажень мікромережі, ДБЖ тощо.
- Цінність застосування: Літієві (натрієві) іонні акумулятори : Накопичувачі енергії
2. Що таке довгострокове зберігання енергії?
Тривале зберігання енергії це технологія або пристрій, який може зберігати та віддавати енергію протягом тривалого періоду часу. Порівняно з короткостроковим зберіганням енергії, довгострокове зберігання енергії може зберігати більшу кількість енергії та забезпечувати безперервне енергопостачання протягом тривалого періоду часу.
Технологія довгострокового зберігання енергії в основному використовується для вирішення проблем з перебоями та волатильністю зберігання відновлюваної енергії для забезпечення безперебійного постачання відновлюваної енергії в енергосистему. До поширених технологій довгострокового зберігання енергії належать накопичувачі води, водневі накопичувачі, теплові накопичувачі, підземні накопичувачі енергії тощо. Ці технології можуть перетворювати електричну енергію, теплову енергію тощо.
У більш стабільні форми для зберігання, максимально збільшуючи тривалість зберігання енергії.
- Основні методигідроакумулювачі, акумулятори водню, стисненого повітря, проточні акумулятори тощо.
- Основні функції: Масштабний, тривалий час зберігання енергії для задоволення щоденних/щомісячних потреб.
- Сценарії застосуваннядовгострокове згладжування піків в електромережі, інтеграція електромережі з відновлюваними джерелами енергії тощо.
- Насосні гідроакумулюючі станції: Наразі це найдосконаліша технологія довгострокового зберігання енергії з найбільшою встановленою потужністю.
Основні переваги полягають у великій потужності зберігання енергії, розвиненій технології, високій ефективності роботи, тривалому терміні експлуатації та низьких витратах на технічне обслуговування. Однак вона має високі вимоги до географічних ресурсних умов і відносно тривалий період будівництва.
Час зберігання енергії гідроакумулюючих електростанцій, як правило, становить 4-10 годин, а потужність однієї одиниці - 300 000-400 000 кіловат, що може повністю задовольнити потреби довгострокового зберігання енергії. Встановлена потужність гідроакумулюючих електростанцій у Китаї значно зросла.
За даними Міжнародного агентства з відновлюваної енергетики, станом на кінець 2021 року загальна потужність гідроакумулюючих електростанцій у Китаї становила 36,39 ГВт. Загальна потужність гідроакумулюючих електростанцій Китаю становила 281 ТВт від загальної потужності електростанцій у світі з 171 ТВт у 2010 році до 281 ТВт у 2021 році. %.
- Зберігання енергії стисненого повітря: Основні переваги відображені в великий акумулятор потужність енергія зберігання, тривалий період зберігання енергії, висока ефективність системи, тривалий термін експлуатації та відносно невеликі інвестиції.
- Зберігання енергії розплавленої солі: Технологію акумулювання тепла можна розділити на три категорії: розумне акумулювання тепла, акумулювання тепла за рахунок фазових змін і термохімічне акумулювання тепла.
Наразі технологія розумного акумулювання тепла має найвищу зрілість, низьку ціну та широке застосування; приховане акумулювання тепла є гарячою точкою досліджень; в той час як термохімічне акумулювання тепла ще не досягло зрілості.
3. Різниця між короткостроковим та довгостроковим зберіганням енергії
Виходячи з різних сценаріїв використання та потреб, ми поділяємо методи зберігання енергії на дві категорії: довгострокове та короткострокове зберігання енергії на основі швидкості реакції та часу розрядки. Зіткнувшись з різними сценаріями централізованої та розподіленої нової енергії, зберігання енергії та її комбіноване застосування також будуть застосовуватися по-різному.
Короткострокове зберігання енергії використовується для екстрених короткострокових потреб поповнення запасів енергії, а довгострокове зберігання енергії вивільняє енергію для довгострокового регулювання пікових навантажень і підключення до електромережі.
Форми зберігання енергії наразі диверсифіковані і в основному поділяються на зберігання теплової енергії, зберігання електричної енергії та зберігання водневої енергії відповідно до різних технічних шляхів. Зберігання електричної енергії можна розділити на зберігання фізичної енергії, зберігання електромагнітної енергії та електрохімічне зберігання енергії.
Відмінності в технічних властивостях впливають на швидкість реакції та час розрядки пристрою. Це зводиться до того, що короткочасне зберігання енергії використовується для екстрених короткочасних потреб поповнення енергії, а довготривале - для вивільнення енергії та довготривалого регулювання піків і підключення до електромережі.
Крім того, короткострокове зберігання енергії в основному призначене для аварійних ситуацій, а також для регулювання пікових навантажень і частоти. Тоді як довгострокове зберігання енергії матиме більший потенціал розвитку у сценаріях, де рівень проникнення виробництва електроенергії з відновлюваних джерел є вищим.
Чим більша частка вітрової та фотоелектричної енергії, тим більша потреба у зменшенні обмеження потужності, регулюванні частоти та пікових навантажень, а також у довгостроковому зберіганні. У порівнянні з короткостроковим зберіганням енергії, довгострокове зберігання енергії може краще реалізувати передачу енергії, збалансувати енергосистему шляхом зняття пікових навантажень і заповнення долин, зберігати енергію у великих масштабах і забезпечувати стабільність енергосистеми.
4. Китайський ринок короткострокового зберігання енергії
З постійним зростанням попиту на китайському ринку електроенергії та збільшенням потужності і частки встановлених генеруючих потужностей, що працюють на невикопних джерелах енергії, ринок зберігання енергії отримає більше можливостей для розвитку.
Станом на кінець 2022 року встановлена потужність нових проєктів зі зберігання енергії, що експлуатуються в Китаї, досягла 8,7 мільйона кіловат, а середній час зберігання енергії становить приблизно 2,1 години, що в річному обчисленні становить понад 110%.
Серед нових технологій, встановлених у 2022 році, все ще домінує технологія зберігання енергії на літій-іонних акумуляторах, на яку припадає 94,21 ТВт∙год. Однак інші технології зберігання енергії також швидко розвиваються.
Наприклад, зберігання енергії стисненого повітря припадає 3,4%, а на технологію зберігання енергії в проточних акумуляторах - 2,3%. Темпи зростання цих технологій значно прискорилися.
Крім того, різні технології зберігання енергії, такі як маховики, гравітація та іони натрію, також вступили в стадію інженерної демонстрації і, як очікується, будуть комерціалізовані в найближчі кілька років.
Завдяки постійним інноваціям та розвитку технологій зберігання енергії, ефективність систем зберігання енергії буде підвищуватися, тривалість циклу подовжуватиметься, а витрати на систему знижуватимуться.
Це сприятиме широкомасштабному розвитку ринку зберігання енергії, подальшому задоволенню потреб енергетичного ринку Китаю, а також досягненню енергетичної трансформації та сталого розвитку.
5. Короткострокове зберігання енергії на європейському та американському ринках
Стрімкий розвиток ринку короткострокового зберігання енергії в основному зосереджений у двох сферах: домашнє та портативне зберігання енергії.
Європа та Сполучені Штати є основними гравцями на світовому ринку зберігання енергії за лічильником установок, кожна з яких займає близько 1/4 ринку. Основними рушійними факторами швидкого розвитку є наступні:
- Під впливом геополітичних чинників рівень енергетичної самодостатності є низьким, а споживчі ціни на електроенергію продовжують зростати, що сприяє збільшенню рівня проникнення заощаджень домогосподарств.
- Європейські та американські будівлі - це здебільшого малоповерхові незалежні будівлі. Будівництво установок для зберігання енергії є простим, а ринковий попит на них великий.
- Через поширеність культури відпочинку на свіжому повітрі та схильне до стихійних лих географічне середовище в деяких регіонах, портативні накопичувачі енергії в основному використовуються в європейських, американських та японських країнах.
6. Ланцюг постачання короткострокового зберігання енергії
З точки зору короткострокової перспективи, в умовах глобальної енергетичної трансформації та стрімкого розвитку відновлюваної енергетики, ринок зберігання енергії став важливою галуззю, що розвивається.
Для реалізації зрілого розвитку ринку накопичувачів енергії необхідно оптимізувати сировинну базу промислового ланцюга, виробництво та інтеграцію систем зберігання енергії середнього рівня, а також їхнє застосування в кінцевому споживанні.
Водночас ринок систем зберігання енергії перебуває на стадії бурхливого розвитку, з'являються різноманітні технології. Для підприємств ключ до виживання на цьому висококонкурентному ринку - технологічні інновації та диференційовані продукти.
Технологічні інновації: Підприємствам необхідно продовжувати інвестувати в дослідження і розробки, щоб підвищити продуктивність систем зберігання енергії, знизити витрати і підвищити безпеку. Наприклад, підвищення щільності енергії, тривалості циклу та ефективності заряду і розряду акумулятора, а також оптимізація системи управління акумулятором і системи управління енергоспоживанням.
Диференційовані продукти: Компанії повинні пропонувати індивідуальні рішення для зберігання енергії для різних сценаріїв застосування. Наприклад, продукти для зберігання енергії з певними характеристиками та функціями надаються для різних сценаріїв, таких як домогосподарства, промисловість та комерція, а також енергосистеми.
Можливості реалізації бізнесу: Підприємства повинні мати здатність трансформувати технологічні інновації та диференційовані продукти у вартість бізнесу. Це включає можливості розвитку ринку, управління взаємовідносинами з клієнтами, управління ланцюгами поставок тощо.
Інтеграція промислових ланцюгів: Підприємствам необхідно налагодити тісні коопераційні зв'язки з видобувними та переробними підприємствами, щоб забезпечити ефективну роботу з постачання сировини, виробництва та післяпродажного обслуговування.
7. Характеристики гібридних накопичувачів енергії
Гібридна система зберігання енергії - це змішане застосування декількох різних типів систем зберігання енергії. Спільним є те, що два або більше типів накопичувачів енергії об'єднуються разом, щоб сформувати єдину систему зберігання енергії.
Хоча технологія короткочасного зберігання енергії має короткий час зберігання енергії, вона має довгий термін служби і підходить для високочастотних сценаріїв застосування, таких як регулювання частоти, підйом на пагорб і пікові навантаження.
Технологія довгострокового зберігання енергії в основному вирішує проблему просторово-часової міграції електричної енергії, наприклад, пікового відключення. У новому енергоспоживанні обидві технології зберігання енергії є взаємодоповнюючими і будуть співіснувати протягом тривалого часу.
У порівнянні з окремими технологіями зберігання енергії, гібридна технологія зберігання енергії поєднує в собі безліч різних методів зберігання енергії, всебічно використовує переваги декількох технологій, компенсує недоліки окремих технологій зберігання енергії, а також долає низьку ефективність роботи системи зберігання енергії. питання.
Водночас гібридна технологія зберігання енергії є більш гнучкою та інтелектуальною. Завдяки новим технологіям, таким як комп'ютери та Інтернет речей.
Він може координувати та контролювати різні пристрої зберігання енергії в системі зберігання енергії, максимізуючи ефективність зберігання енергії всієї системи. Забезпечуючи динамічне регулювання та оптимальну диспетчеризацію мережі електропостачання, підвищуючи операційну стабільність та якість електропостачання мікромережі.
Крім того, гібридні системи зберігання енергії можуть допомогти знизити системні витрати. Дві або більше систем зберігання енергії можуть використовувати більшу частину однієї і тієї ж силової електроніки та обладнання для підключення до мережі, що зменшує початкові витрати на встановлення та обслуговування.
+86 - 18925002618
