Superrigardo pri komerca energistokado

Renoviĝanta energio estas esenca parto de la longdaŭra plano por karbona neŭtraleco. Sendepende de la regebla nuklea fuzio, kosma minado kaj grandskala matura disvolvo de akvoenergiaj rimedoj, kiuj baldaŭ ne havas komercan vojon, ventoenergio kaj sunenergio estas nuntempe la plej promesplenaj renovigeblaj energifontoj. Tamen, ili estas limigitaj de vento kaj malpezaj rimedoj. Energiostokado estos esenca parto de estonta energiuzado. Ĉi tiu artikolo kaj postaj artikoloj inkluzivos grandskalajn komercajn energi-stokadoteknologiojn, ĉefe temigante efektivigajn kazojn.

En la lastaj jaroj, la rapida konstruado de energio-stokado-sistemoj igis kelkajn pasintajn datumojn ne plu utilaj, kiel ekzemple "kunpremita aero-energiostokado en la dua loko kun totala instalita kapacito de 440MW, kaj natrio-sulfuraj kuirilaroj en la tria loko, kun totala kapacita skalo. de 440 MW. 316MW" ktp. Krome, la novaĵo, ke Huawei subskribis la tutmonde "plej grandan" energistokan projekton kun 1300MWh estas superforta. Tamen, laŭ la ekzistantaj datumoj, 1300MWh ne estas la plej signifa energia stokado projekto tutmonde. La centra plej granda energistokado-projekto apartenas al pumpita stokado. Por fizika energistokado teknologioj kiel sala energio stokado, en la kazo de elektrokemia energio stokado, 1300MWh ne estas la plej signifa projekto (ĝi povas ankaŭ esti demando de statistika kalibro). La nuna kapacito de Moss Landing Energy Storage Center atingis 1600MWh (inkluzive de 1200MWh en la dua fazo, 400MWh en la dua fazo). Tamen, la eniro de Huawei elstarigis la energistokan industrion sur la scenejo.

Nuntempe, komercigitaj kaj potencialenergiaj stokadoteknologioj povas klasifiki en mekanikan energistokadon, varmoenergion stokadon, elektran energion stokadon, kemian energistokadon, kaj elektrokemian energistokadon. Fiziko kaj kemio esence samas, do ni provizore klasigu ilin laŭ la pensado de niaj antaŭuloj.

1. Mekanika energistokado / termika stokado kaj malvarma stokado

Pumpita stokado:

Ekzistas du supraj kaj malsupraj rezervujoj, pumpante akvon al la supra rezervujo dum energistokado kaj drenante akvon al la pli malalta rezervujo dum elektroproduktado. La teknologio estas matura. Ĝis la fino de 2020, la tutmonda instalita kapacito de pumpita stoka kapacito estis 159 milionoj da kilovattoj, okupante 94% de la totala energistoka kapacito. Nuntempe mia lando ekfunkciigis entute 32.49 milionojn da kilovattoj de pumpitaj stokaj elektrocentraloj; la plenskalo de pumpitaj stokaj centraloj en konstruo estas 55.13 milionoj da kilovattoj. La skalo de ambaŭ konstruitaj kaj subkonstruitaj vicas unue en la mondo. La instalita kapacito de energistoka centralo povas atingi milojn da MW, la jara elektroproduktado povas atingi plurajn miliardojn da kWh, kaj la nigra startrapideco povas esti je la ordo de kelkaj minutoj. Nuntempe, la plej granda energistoka centralo funkcianta en Ĉinio, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, havas instalitan kapaciton de 3.6 milionoj da kilovattoj kaj jare elektroproduktadkapaciton de 6.6 miliardoj da kWh (kiu povas sorbi 8.8 miliardojn da kWh da troa potenco, kun efikeco de ĉirkaŭ 75%). Nigra komenca tempo 3-5 minutoj. Kvankam pumpita stokado estas ĝenerale konsiderita havi la malavantaĝojn de limigita ejo elekto, longa investciklo, kaj grava investo, ĝi ankoraŭ estas la plej matura teknologio, la plej sekura operacio, kaj la plej malalta kosto energio stokado rimedoj. La Nacia Energio-Administracio publikigis la Mezan kaj Longtempan Disvolvan Planon por Pumpita Stokado (2021-2035).

Ĝis 2025, la totala produktada skalo de pumpita stokado estos pli ol 62 milionoj da kilovattoj; ĝis 2030, la plena produktada skalo estos ĉirkaŭ 120 milionoj da kilovattoj; ĝis 2035, formiĝos moderna pumpita stokado, kiu plenumas la bezonojn de altproporcia kaj grandskala disvolviĝo de nova energio.

Hebei Fengning Pumped Storage Power Station - Malsupra Rezervujo

Stokado de energio de kunpremita aero:

Kiam la elektroŝarĝo estas malalta, la aero estas kunpremita kaj stokita per elektro (kutime tenita en subteraj salkavernoj, naturaj kavernoj, ktp.). Kiam la elektra konsumo pintas, la altprema aero estas liberigita por movi la generatoron por generi elektron.

stokado de energio kunpremita aero

Kunpremitaera energistokado estas ĝenerale konsiderita la dua plej taŭga teknologio por GW-skala grandskala energistokado post pumpita stokado. Tamen, ĝi estas limigita de ĝiaj pli striktaj ejo-elektokondiĉoj, alta investkosto kaj energio-stokado-efikeco ol pumpita stokado. Malalta, la komerca progreso de kunpremita aero-energiostokado estas malrapida. Ĝis septembro de ĉi tiu jaro (2021), la unua grandskala projekto pri konservado de energio de kunpremita aero de mia lando - Jiangsu Jintan Salt Cave Compressed Air Energy Storage National Test Demonstration Project, ĵus estis konektita al la reto. La instalita kapablo de la unua fazo de la projekto estas 60MW, kaj la potenco-konverta efikeco estas ĉirkaŭ 60%; la longtempa konstruskalo de la projekto atingos 1000MW. En oktobro 2021, la unua altnivela sistemo de stokado de energio de kunpremita aero de 10 MW sendepende disvolvita de mia lando estis konektita al la reto en Bijie, Guizhou. Oni povas diri, ke la komerca vojo de kompakta aerenergio-stokado ĵus komenciĝis, sed la estonteco estas promesplena.

Jintan kunpremita aero-energiostokado projekto.

Stokado de energio de fandita salo:

Fandita salenergiostokado, ĝenerale kombinita kun suna termika elektroproduktado, koncentras sunlumon kaj stokas varmon en fandita salo. Dum generado de elektro, fandita salvarmo estas uzata por generi elektron, kaj la plej multaj el ili generas vaporon por funkciigi turbingeneratoron.

fandita salo varmo stokado

Ili kriegis Hi-Tech Dunhuang 100MW fandita sala turo suna termika centralo en la plej granda suna termika centralo de Ĉinio. La Delingha 135 MW CSP-projekto kun pli granda instalita kapacito komencis konstruadon. Ĝia energistokado povas atingi 11 horojn. La totala investo de la projekto estas 3.126 miliardoj da juanoj. Ĝi estas planita esti oficiale konektita al la reto antaŭ la 30-a de septembro 2022, kaj ĝi povas generi proksimume 435 milionojn da kWh da elektro ĉiujare.

Dunhuang CSP-Stacio

Fizikaj energistokadoteknologioj inkludas inerciradon-energiostokadon, malvarmstokadon-energiostokadon, ktp.

2. Stokado de elektra energio:

Superkondensilo: Limigita de ĝia malalta energia denseco (vidu malsupre) kaj severa mem-senŝargiĝo, ĝi estas nuntempe nur uzata en malgranda gamo de veturila energireakiro, tuja pinto-rasado kaj valplenigo. Tipaj aplikoj estas Shanghai Yangshan Deepwater Port, kie 23 gruoj signife influas la elektroreton. Por redukti la efikon de gruoj sur la elektroreto, 3MW/17.2KWh superkondensora energistokado estas instalita kiel rezerva fonto, kiu povas kontinue provizi 20-an elektroprovizon.

Superkondukta energistokado: ellasita

3. Stokado de elektrokemia energio:

Tiu artikolo klasifikas komercan elektrokemian energistokadon en la sekvajn kategoriojn:

Plumbo-acidaj, plumbo-karbonaj kuirilaroj

flua kuirilaro

Metal-jonaj baterioj, inkluzive de litio-jonaj baterioj, natriaj-jonaj baterioj, ktp.

Ŝargeblaj Metal-Sulfuro/Oksigeno/Aeraj Baterioj

aliaj

Plumbo-acidaj kaj plumbo-karbonaj kuirilaroj: Kiel matura energio-stokado teknologio, plumbo-acidaj baterioj estas vaste uzataj en aŭto-komencoj, rezerva elektroprovizo por komunika bazstacio elektrocentraloj, ktp. Post la Pb negativa elektrodo de la plumbo-acida baterio. estas dopita kun karbonaj materialoj, la plumbo-karbona baterio povas efike plibonigi la tro-malŝarĝan problemon. Laŭ la jara raporto de 2020 de Tianneng, la projekto de plumbo-karbona energi-stokado de 12MW/48MWh de la Ŝtata Reto Zhicheng (Jinling-substacio) plenumita de la kompanio estas la unua supergranda plumbo-karbona energi-stokado en la provinco Zhejiang kaj eĉ la tuta lando.

Flua baterio: La flubaterio kutime konsistas el likvaĵo stokita en ujo fluanta tra la elektrodoj. La ŝargo kaj malŝarĝo estas kompletigitaj tra la interŝanĝa membrano; raportu al la suba figuro.

Flua baterio skemo

En la direkto de la pli reprezenta tutvanadia flua baterio, la projekto Guodian Longyuan, 5MW/10MWh, kompletigita de la Dalian Instituto pri Kemia Fiziko kaj Dalian Rongke-Energia Stokado, estis la plej ampleksa tutvanadia flua bateria energistokado en la mondo en tiu tempo, kiu estas nuntempe konstruata La pli grandskala tutvanadio-redox-flua bateria energia stokadosistemo atingas 200MW/800MWh.

Metal-jona kuirilaro: la plej rapide kreskanta kaj plej vaste uzata elektrokemia energio stokado teknologio. Inter ili, litio-jonaj baterioj estas ofte uzataj en konsumelektroniko, potencaj kuirilaroj kaj aliaj kampoj, kaj iliaj aplikoj en energistokado ankaŭ pliiĝas. Inkluzive de la antaŭaj Huawei-projektoj en konstruo, kiuj uzas litijonan baterian energistokadon, la plej granda projekto de litiojona bateria energistokado konstruita ĝis nun estas la Moss Landing-energia stokstacio konsistanta el Phase I 300MW/1200MWh kaj Phase II 100MW/400MWh, a totalo de 400MW/1600MWh.

Kuirilaro de litio-jono

Pro la limigo de litio-produktadkapablo kaj kosto, anstataŭigi natriajn jonojn kun relative malalta energia denseco sed abundaj rezervoj estas atenditaj redukti la prezon fariĝis disvolva vojo por litio-jonaj kuirilaroj. Ĝiaj principo kaj primaraj materialoj similas al litiojonaj kuirilaroj, sed ĝi ankoraŭ ne estis industriigita grandskale. , la sistemo de stokado de energio de natrio-jona bateria funkciado en ekzistantaj raportoj nur vidis skalon de 1MWh.

Aluminio-jonaj kuirilaroj havas la karakterizaĵojn de alta teoria kapablo kaj abundaj rezervoj. Ankaŭ estas esplordirekto anstataŭigi litijonajn bateriojn, sed ne ekzistas klara komerca vojo. Hinda kompanio populariĝis lastatempe, ke ĝi komercigos la produktadon de alumini-jonaj baterioj venontjare kaj konstruos energistokan unuon de 10MW. Ni atendu kaj vidu.

atendu kaj vidu

Ŝargeblaj metal-sulfuraj/oksigenaj/aeraj kuirilaroj: inkluzive de litio-sulfuro, litio-oksigeno/aero, natrio-sulfuro, reŝargeblaj aluminio-aeraj kuirilaroj, ktp., kun pli alta energidenseco ol jonaj kuirilaroj. La nuna reprezentanto de komercigo estas natriaj-sulfuraj kuirilaroj. NGK estas nuntempe la ĉefa provizanto de natrio-sulfuraj bateriosistemoj. La enorma skalo kiu estis metita en operacion estas 108MW/648MWh natria-sulfura bateria energistokado en la Unuiĝintaj Arabaj Emirlandoj.

4. Stokado de kemia energio: Antaŭ jardekoj, Schrödinger skribis ke vivo dependas de akirado de negativa entropio. Sed se vi ne fidas je ekstera energio, entropio pliiĝos, do vivo devas preni potencon. Vivo trovas sian vojon, kaj por stoki energion, plantoj transformas sunenergion en kemian energion en organika materio per fotosintezo. Stokado de kemia energio estis natura elekto de la komenco mem. Kemia energio stokado estis fortika energistokado metodo por homoj ekde Ĝi transformis voltojn en elektrajn stakojn. Tamen, la komerca utiligo de grandskala energistokado ĵus komenciĝis.

Stokado de hidrogeno, metanolo, ktp.: Hidrogenergio havas la elstarajn avantaĝojn de alta energia denseco, pureco kaj mediprotekto kaj estas vaste rigardata kiel ideala energifonto en la estonteco. La vojo de hidrogenproduktado→hidrogenstokado→fuelpilo jam estas survoje. Nuntempe en mia lando estas konstruitaj pli ol 100 hidrogenaj benzinstacioj, kiuj estas inter la plej bonaj en la mondo, inkluzive de la plej granda monda hidrogena benzinstacio en Pekino. Tamen, pro la limigoj de hidrogena stokado teknologio kaj la risko de hidrogena eksplodo, nerekta hidrogena stokado reprezentita de metanolo ankaŭ povas esti esenca vojo por estonta energio, kiel la "likva sunlumo" teknologio de la teamo de Li Can ĉe la Dalian Instituto. de Kemio, Ĉina Akademio de Sciencoj.

Metal-aeraj primaraj baterioj: reprezentite per aluminio-aeraj baterioj kun alta teoria energidenseco, sed ekzistas malmulte da progreso en komercigo. Phinergy, reprezenta firmao menciita en multaj raportoj, uzis aluminio-aerajn bateriojn por siaj veturiloj. Mil mejlojn, la ĉefa solvo en stokado de energio estas reŝargeblaj zink-aeraj kuirilaroj.