Visió general del desenvolupament i l'aplicació de la indústria de l'emmagatzematge d'energia.
1. Introducció a la tecnologia d'emmagatzematge d'energia.
L'emmagatzematge d'energia és l'emmagatzematge d'energia. Es refereix a les tecnologies que converteixen una forma d'energia en una forma més estable i l'emmagatzemen. Després l'alliberen en una forma específica quan cal. Diferents principis d'emmagatzematge d'energia el divideixen en 3 tipus: mecànic, electromagnètic i electroquímic. Cada tipus d'emmagatzematge d'energia té el seu propi rang de potència, característiques i usos.
| Tipus d'emmagatzematge d'energia | Potència nominal | Energia nominal | Característiques | Ocasions d'aplicació | |
| Mecànic Emmagatzematge d'energia | 抽水 储能 | 100-2.000 MW | 4-10 h | Tecnologia madura a gran escala; resposta lenta, requereix recursos geogràfics | Regulació de càrrega, control de freqüència i reserva del sistema, control d'estabilitat de la xarxa. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20 h | Tecnologia madura a gran escala; resposta lenta, necessitat de recursos geogràfics. | Afebliment de pics, còpia de seguretat del sistema, control d'estabilitat de la xarxa | |
| 飞轮 储能 | kW-30 MW | 15s-30 min | Alta potència específica, alt cost, alt nivell de soroll | Control transitori/dinàmic, control de freqüència, control de tensió, SAI i emmagatzematge d'energia en bateria. | |
| electromagnètic Emmagatzematge d'energia | 超导 储能 | kW-1 MW | 2 s-5 min | Resposta ràpida, alta potència específica; cost elevat, manteniment difícil | Control transitori/dinàmic, control de freqüència, control de qualitat d'energia, SAI i emmagatzematge d'energia en bateria |
| 超级 电容 | kW-1 MW | 1-30 segons | Resposta ràpida, alta potència específica; alt cost | Control de qualitat d'energia, SAI i emmagatzematge d'energia en bateria | |
| electroquímica Emmagatzematge d'energia | 铅酸 电池 | kW-50 MW | 1 min-3 h | Tecnologia madura, baix cost; vida útil curta, preocupacions per la protecció del medi ambient | Còpia de seguretat de la central elèctrica, arrencada en negreta, SAI, balanç energètic |
| 液流 电池 | kW-100 MW | 1-20 h | Molts cicles de bateria impliquen una càrrega i descàrrega profunda. Són fàcils de combinar, però tenen una baixa densitat d'energia. | Cobreix la qualitat de l'energia. També cobreix l'energia de reserva. També cobreix l'afebliment de pics i l'ompliment de valls. També cobreix la gestió de l'energia i l'emmagatzematge d'energia renovable. | |
| 钠硫 电池 | 1 kW-100 MW | Hores | Els problemes d'energia específica elevada, cost elevat i seguretat operativa requereixen millores. | La qualitat de l'energia és una idea. Una font d'alimentació de reserva n'és una altra. Després, hi ha la reducció de pics i l'ompliment de valls. La gestió de l'energia n'és una altra. Finalment, hi ha l'emmagatzematge d'energia renovable. | |
| 锂离子 电池 | kW-100 MW | Hores | Alta energia específica, el cost disminueix a mesura que disminueix el cost de les bateries de ions de liti | Control transitori/dinàmic, control de freqüència, control de tensió, SAI i emmagatzematge d'energia en bateria. | |
Té avantatges. Aquests inclouen un menor impacte de la geografia. També tenen un temps de construcció curt i una alta densitat d'energia. Com a resultat, l'emmagatzematge d'energia electroquímica es pot utilitzar de manera flexible. Funciona en moltes situacions d'emmagatzematge d'energia. És la tecnologia per emmagatzemar energia. Té la gamma d'usos més àmplia i el major potencial de desenvolupament. Les principals són les bateries de ions de liti. S'utilitzen en escenaris que van des de minuts fins a hores.
2. Escenaris d'aplicació d'emmagatzematge d'energia
L'emmagatzematge d'energia té una gran varietat d'escenaris d'aplicació en el sistema elèctric. L'emmagatzematge d'energia té 3 usos principals: la generació d'energia, la xarxa elèctrica i els usuaris. Són:
La nova generació d'energia és diferent dels tipus tradicionals. Es veu afectada per les condicions naturals. Aquestes inclouen la llum i la temperatura. La producció d'energia varia segons la temporada i el dia. Ajustar la potència a la demanda és impossible. És una font d'energia inestable. Quan la capacitat instal·lada o la proporció de generació d'energia arriba a un cert nivell, això afectarà l'estabilitat de la xarxa elèctrica. Per mantenir el sistema energètic segur i estable, el nou sistema energètic utilitzarà productes d'emmagatzematge d'energia. Es tornaran a connectar a la xarxa per suavitzar la producció d'energia. Això reduirà l'impacte de la nova energia. Això inclou l'energia fotovoltaica i eòlica. Són intermitents i volàtils. També abordarà els problemes de consum d'energia, com l'abandonament del vent i la llum.
El disseny i la construcció tradicionals de la xarxa segueixen el mètode de càrrega màxima. Ho fan al costat de la xarxa. Aquest és el cas quan es construeix una xarxa nova o s'afegeix capacitat. L'equip ha de tenir en compte la càrrega màxima. Això comportarà costos elevats i un baix ús d'actius. L'augment de l'emmagatzematge d'energia al costat de la xarxa pot trencar el mètode de càrrega màxima original. Quan es crea una xarxa nova o s'amplia una d'antiga, es pot reduir la congestió de la xarxa. També promou l'expansió i la modernització dels equips. Això estalvia costos d'inversió a la xarxa i millora l'ús dels actius. L'emmagatzematge d'energia utilitza contenidors com a principal portador. S'utilitza al costat de la generació d'energia i de la xarxa. És principalment per a aplicacions amb una potència superior a 30 kW. Necessiten una capacitat de producte més alta.
Els nous sistemes energètics del costat de l'usuari s'utilitzen principalment per generar i emmagatzemar energia. Això redueix els costos d'electricitat i utilitza l'emmagatzematge d'energia per estabilitzar-la. Al mateix temps, els usuaris també poden utilitzar sistemes d'emmagatzematge d'energia per emmagatzemar electricitat quan els preus són baixos. Això els permet reduir el consum d'electricitat de la xarxa quan els preus són alts. També poden vendre electricitat del sistema d'emmagatzematge per obtenir diners amb els preus màxims i mínims. L'emmagatzematge d'energia del costat de l'usuari utilitza armaris com a principal portador. És adequat per a aplicacions en parcs industrials i comercials i centrals fotovoltaiques distribuïdes. Aquestes es troben en el rang de potència d'1 kW a 10 kW. La capacitat del producte és relativament baixa.
3. El sistema "font-xarxa-càrrega-emmagatzematge" és un escenari d'aplicació ampliat de l'emmagatzematge d'energia
El sistema "font-xarxa-càrrega-emmagatzematge" és un mode de funcionament. Inclou una solució de "font d'energia, xarxa elèctrica, càrrega i emmagatzematge d'energia". Pot augmentar l'eficiència de l'ús de l'energia i la seguretat de la xarxa. Pot solucionar problemes com la volatilitat de la xarxa en l'ús d'energia neta. En aquest sistema, la font és el proveïdor d'energia. Inclou energies renovables, com ara l'energia solar, eòlica i hidroelèctrica. També inclou energies tradicionals, com ara el carbó, el petroli i el gas natural. La xarxa és la xarxa de transmissió d'energia. Inclou línies de transmissió i equips del sistema elèctric. La càrrega és l'usuari final de l'energia. Inclou residents, empreses i instal·lacions públiques. L'emmagatzematge és la tecnologia d'emmagatzematge d'energia. Inclou equips i tecnologia d'emmagatzematge.
En el sistema elèctric antic, les centrals tèrmiques eren la font d'energia. Les cases i les indústries eren la càrrega. Les dues estan allunyades. La xarxa elèctrica les connecta. Utilitza un mode de control integrat i ampli. És un mode d'equilibri en temps real on la font d'energia segueix la càrrega.
Sota el "neue Leistungssystem", el sistema va afegir la demanda de càrrega dels vehicles de nova energia com a "càrrega" per als usuaris. Això ha augmentat considerablement la pressió sobre la xarxa elèctrica. Els nous mètodes energètics, com la fotovoltaica, han permès que els usuaris es converteixin en una "font d'energia". A més, els vehicles de nova energia necessiten una càrrega ràpida. I la generació d'energia de nova energia és inestable. Per tant, els usuaris necessiten "emmagatzematge d'energia" per suavitzar l'impacte de la seva generació i ús d'energia a la xarxa. Això permetrà el consum màxim d'energia i l'emmagatzematge de potència a fons.
El nou ús de l'energia s'està diversificant. Els usuaris ara volen construir microxarxes locals. Aquestes connecten "fonts d'energia" (llum), "emmagatzematge d'energia" (emmagatzematge) i "càrregues" (càrrega). Utilitzen tecnologia de control i comunicació per gestionar moltes fonts d'energia. Permeten als usuaris generar i utilitzar nova energia localment. També es connecten a la gran xarxa elèctrica de dues maneres. Això redueix el seu impacte a la xarxa i ajuda a equilibrar-la. La petita microxarxa i l'emmagatzematge d'energia són un "sistema d'emmagatzematge i càrrega fotovoltaic". Està integrat. Aquesta és una aplicació important de "l'emmagatzematge de càrrega de la xarxa d'origen".
Perspectives d'aplicació i capacitat de mercat de la indústria d'emmagatzematge d'energia
L'informe de CNESA indica que a finals del 2023, la capacitat total dels projectes d'emmagatzematge d'energia en funcionament era de 289,20 GW. Això representa un augment del 21,92% respecte als 237,20 GW de finals del 2022. La capacitat total instal·lada de nous emmagatzematges d'energia va arribar als 91,33 GW. Això representa un augment del 99,62% respecte a l'any anterior.
A finals del 2023, la capacitat total dels projectes d'emmagatzematge d'energia a la Xina va arribar als 86,50 GW. Va augmentar un 44,65% respecte als 59,80 GW de finals del 2022. Ara representen el 29,91% de la capacitat global, un 4,70% més que a finals del 2022. Entre ells, l'emmagatzematge de bombament té la major capacitat. Representa el 59,40%. El creixement del mercat prové principalment del nou emmagatzematge d'energia. Això inclou bateries de ions de liti, bateries de plom-àcid i aire comprimit. Tenen una capacitat total de 34,51 GW. Això representa un augment del 163,93% respecte a l'any passat. El 2023, el nou emmagatzematge d'energia de la Xina augmentarà en 21,44 GW, un augment interanual del 191,77%. El nou emmagatzematge d'energia inclou bateries de ions de liti i aire comprimit. Tots dos tenen centenars de projectes de megawatts connectats a la xarxa.
A jutjar per la planificació i construcció de nous projectes d'emmagatzematge d'energia, el nou emmagatzematge d'energia de la Xina s'ha convertit en una gran escala. El 2022, hi havia 1.799 projectes. Estan planificats, en construcció o en funcionament. Tenen una capacitat total d'uns 104,50 GW. La majoria dels nous projectes d'emmagatzematge d'energia posats en funcionament són petits i mitjans. La seva escala és inferior a 10 MW. Representen aproximadament el 61,98% del total. Els projectes d'emmagatzematge d'energia en planificació i en construcció són majoritàriament grans. Són de 10 MW o més. Representen el 75,73% del total. Hi ha més de 402 projectes de 100 megawatts en marxa. Tenen la base i les condicions per emmagatzemar energia per a la xarxa elèctrica.
Data de publicació: 22 de juliol de 2024