Penyimpanan Tenaga Bateri Natrium-Ion: Faedah Kos Belum Jelas, Tetapi Potensi Masa Depan dalam Aplikasi Khusus
Bateri natrium-ion ialah bateri sekunder yang bergantung pada pergerakan ion natrium antara elektrod positif dan negatif untuk melengkapkan pengecasan dan nyahcas. Prinsip kerja penyimpanan tenaga bateri natrium-ion adalah serupa dengan bateri litium-ion, dan strukturnya juga terdiri daripada elektrod positif, elektrod negatif, pemisah dan elektrolit. Perbezaannya terletak terutamanya pada bahan elektrod positif, garam natrium menggantikan garam litium, dan kerajang aluminium menggantikan kerajang tembaga.
Kelebihan bateri natrium terletak pada suhu operasi, keselamatan, hayat kitaran dan kelajuan pengecasan.
1) Keselamatan. Bateri natrium mempunyai kestabilan yang lebih tinggi dan risiko pelarian haba yang lebih rendah, yang penting untuk sistem penyimpanan tenaga, terutamanya kemudahan penyimpanan tenaga berskala besar. Ia berkesan boleh mengurangkan kebarangkalian kemalangan keselamatan dan memastikan keselamatan kakitangan dan peralatan.
2) Prestasi suhu rendah. Bateri natrium-ion biasanya boleh beroperasi secara stabil dalam persekitaran -40 ℃ hingga 80 ℃, manakala julat suhu operasi bateri litium-ion terner biasanya antara -20 ℃ dan 60 ℃. Apabila suhu ambien di bawah 0 ℃, prestasi bateri litium akan menurun dengan ketara, manakala bateri natrium-ion masih boleh mengekalkan kadar pengekalan kapasiti lebih daripada 80% dalam persekitaran suhu rendah -20 ℃.
3) Kitaran hidup. Bateri natrium-ion boleh menahan lebih banyak kitaran cas dan nyahcas, mengurangkan kos dan penggunaan sumber yang disebabkan oleh penggantian bateri yang kerap, dan meningkatkan hayat perkhidmatan keseluruhan dan faedah ekonomi sistem penyimpanan tenaga.
4) Kelajuan pengecasan. Bateri natrium-ion boleh menyelesaikan proses pengecasan dalam masa 10 minit, manakala bateri litium terner mengambil masa sekurang-kurangnya 40 minit dan bateri litium besi fosfat mengambil masa 45 minit.
Kelebihan kos ialah faktor pendorong penting untuk penyimpanan tenaga bateri natrium-ion. Mengimbas kembali pada tahun 2022, harga litium karbonat huluan meningkat dengan mendadak, dan kos bateri litium melonjak, yang menjadikan industri memberi lebih perhatian kepada bateri natrium-ion. Bateri natrium-ion, dengan kelebihannya seperti kos bahan mentah yang rendah, dilihat menjanjikan untuk mencapai kejayaan dalam kos, mengurangkan tekanan ke atas kos penyimpanan tenaga yang disebabkan oleh harga sumber litium yang tinggi, dan dengan itu memperoleh prospek aplikasi yang lebih luas.
Walau bagaimanapun, harga litium karbonat telah kembali dalam dua tahun yang lalu, dan akibatnya, harga bateri litium juga telah jatuh dengan cepat. Dengan latar belakang ini, kelebihan kos bateri natrium-ion, yang pada asalnya dijangka tinggi, tidak lagi begitu menonjol, dan penerokaan lebih mendalam masih diperlukan untuk menyerlahkan daya saingnya. Lagipun, apabila harga litium karbonat jatuh di bawah 100,000 yuan, kos bateri litium secara beransur-ansur akan menghampiri kos teori bateri natrium-ion. Dengan cara ini, kos bateri natrium-ion akan dikurangkan dengan banyak berbanding dengan bateri litium. Kebolehgantian, dan promosi seterusnya dalam pasaran berkemungkinan menghadapi banyak halangan.
Walaupun bateri natrium-ion mempunyai potensi untuk mempunyai kelebihan kos, kelebihan ini masih belum berjaya diubah menjadi daya saing pasaran sebenar dan kekal pada tahap teori. Dalam proses pembangunan seterusnya, industri bateri natrium-ion masih perlu memberi tumpuan kepada pautan utama untuk mengurangkan kos.
Sebelum ini, industri secara amnya menjangkakan bahawa 2023 akan menjadi "tahun pertama natrium elektrik", tetapi proses pengkomersilan telah ditangguhkan lagi dan lagi. Kami percaya bahawa pada tahun 2025, elektrik natrium akan membawa kepada titik perubahan untuk pembangunan perindustrian yang dipercepatkan.
Bateri natrium-ion mempunyai kepentingan strategik yang unik untuk negara saya. Walaupun bahagian pasaran semasa masih kecil, kuasa natrium adalah pilihan sandaran utama apabila situasi antarabangsa adalah kompleks dan bekalan sumber litium tidak stabil, dan kepentingannya tidak boleh dipandang remeh. Pada masa hadapan, bahagian pasaran kuasa natrium mungkin sukar untuk mengatasi kuasa litium, tetapi ia akan berkembang secara beransur-ansur dalam segmen pasaran dan membina kelebihannya sendiri. Daripada garis masa, kuasa natrium dijangka mendapat tempat di pasaran sebelum bateri keadaan pepejal dan memainkan peranan penting dalam tempoh tertentu. Dianggarkan menjelang 2030, permintaan untuk bateri natrium-ion dalam medan penyimpanan tenaga akan melebihi 300GWj.
Penyimpanan Tenaga Bateri Keadaan Pepejal: Siling Ketumpatan Tenaga Lebih Tinggi, tetapi Isu Antara Muka Perlu Diatasi
Bateri keadaan pepejal terutamanya terdiri daripada elektrod positif, elektrod negatif, elektrolit pepejal dan bahan utama lain. Perbezaan penting ialah bateri keadaan pepejal menggunakan elektrolit pepejal tidak mudah terbakar dan bukannya elektrolit cecair mudah terbakar bateri cecair.
Mengikut kandungan cecair di dalam bateri keadaan pepejal, bateri keadaan pepejal boleh dibahagikan kepada bateri separa pepejal dan bateri keadaan pepejal. Mengikut definisi komuniti akademik, bateri dengan kandungan cecair lebih daripada 10% adalah bateri cecair; bateri dengan kandungan cecair 5%-10% ditakrifkan sebagai bateri separa pepejal. Cecair dalam bateri separa pepejal (Qingtao Energy mentakrifkannya sebagai agen pembasahan) adalah berbeza daripada elektrolit dalam bateri cecair. Ejen pembasahan mempunyai satu komponen, yang meningkatkan kebolehbasahan antara muka dalaman bateri dan mengurangkan rintangan bateri; bateri keadaan pepejal tidak mengandungi sebarang komponen cecair.
Gambarajah Skema Bateri Litium-Ion Tradisional dan Bateri Litium Semua Keadaan Pepejal
Bateri keadaan pepejal mempunyai tiga kelebihan utama: 1) Keselamatan yang lebih tinggi: elektrolit pepejal tidak mudah terbakar dan mempunyai kestabilan dan sifat mekanikal yang lebih baik pada suhu tinggi. 2) Siling ketumpatan tenaga yang lebih tinggi: elektrolit pepejal mempunyai tingkap elektrokimia yang lebih luas, mengurangkan tindak balas sampingan dengan bahan elektrod, dan meluaskan julat bahan elektrod yang tersedia. 3) Hayat kitaran lebih lama: elektrolit pepejal tidak mudah meruap dan tiada masalah kebocoran. Bateri keadaan pepejal juga lebih ringan kerana penyingkiran elektrolit cecair dan pemisah.
Bateri keadaan pepejal mempunyai kelebihan prestasi yang ketara, tetapi masih jauh lagi untuk pergi dari segi kepraktisan dan perindustrian, dan ia masih menghadapi beberapa cabaran teknikal.
1) Masalah pengangkutan ion: Kekonduksian ion elektrolit pepejal adalah rendah, yang mengehadkan kadar cas dan nyahcas.
2) Masalah litium dendrit: Mereka mungkin tumbuh di dalam dan di antara kristal, menyebabkan litar pintas bateri dan kegagalan.
3) Masalah antara muka: Kawasan sentuhan antara elektrod dan elektrolit adalah kecil, mengakibatkan peningkatan impedans antara muka, yang tidak kondusif untuk pengaliran langsung ion litium antara elektrod positif dan negatif.
4) Masalah kos: Pada penghujung Julai 2024, harga sel bateri kuasa prismatik NCM ialah 0.46RMB/Wj, dan harga sel bateri kuasa segi empat sama besi litium fosfat ialah 0.37RMB/Wh; menurut Xinwangda, kos bateri semua keadaan pepejal dengan sistem polimer akan dikurangkan kepada 2.00RMB/Wh pada 2026. Pada masa ini, kos bateri keadaan pepejal agak tinggi, dan ruang untuk penurunan dalam 3-5 tahun akan datang masih tidak dapat diramalkan.
Dari segi teknologi, laluan sulfida mempunyai potensi pembangunan yang besar dalam bidang bateri keadaan pepejal, dan pengeluar bateri terkemuka telah memberi tumpuan kepadanya. Antaranya, prekursor litium sulfida telah menjadi pautan utama dalam mengawal kos. Sebagai elemen teras prestasi bateri semua keadaan pepejal, sulfida dalam elektrolit pepejal telah muncul dengan kekonduksian tinggi dan prestasi pemprosesan yang sangat baik. Khususnya, litium fosforus sulfur klorin telah menonjol dengan kelebihan kosnya dan telah menjadi pilihan arus perdana untuk pengeluaran besar-besaran. Harga pasaran semasa adalah dalam lingkungan 20,000-40,000 RMB/kg.
Walau bagaimanapun, harga semasa prekursor litium sulfida kekal tinggi, dengan sebut harga lebih daripada 5 juta yuan setiap tan, yang sangat menghalang pengurangan kos. Kami percaya bahawa dengan inovasi berterusan proses dan peralatan seterusnya, kosnya dijangka menurun dengan ketara. Pada masa yang sama, jalan ke pengkomersilan bateri keadaan pepejal juga menghadapi cabaran proses pembuatan, terutamanya dalam pautan pembentukan filem bahagian hadapan. Keperluan kawalan untuk ketebalan membran elektrolit pepejal, keseragaman penyebaran bahan, dan kerataan elektrod negatif adalah ketat dan perlu tepat pada tahap mikron atau bahkan nanometer. Pada masa ini, peralatan pengeluaran masih belum matang dan sukar untuk menyokong keperluan pengeluaran besar-besaran.
Pada tahun 2025, pasaran global untuk pelbagai jenis bateri keadaan pepejal akan bernilai ratusan bilion yuan. Jika bateri keadaan pepejal dapat memanfaatkan sepenuhnya kelebihan keselamatannya dan meningkatkan lagi ketumpatan tenaga, sambil mengoptimumkan prestasi kadar, hayat kitaran dan proses pembuatan, ia akan mempunyai pangkalan pelanggan berpotensi besar dalam senario berfaedah tertentu. Di samping itu, jika satu kejayaan dibuat dalam kos bateri keadaan pepejal, ruang pasaran dijangka terus berkembang.
Penyimpanan Tenaga Bateri Aliran: Kelebihan Berbeza untuk Penyimpanan Tenaga Jangka Panjang pada Masa Depan
Bateri aliran cecair boleh dibahagikan kepada bateri aliran cecair zink-besi, bateri aliran cecair zink-bromin, bateri aliran cecair semua besi, bateri aliran cecair besi-kromium, dan bateri aliran cecair semua-vanadium, bergantung kepada elektrod positif dan negatif dan jenis elektrik aktif dalam larutan elektrolit. Antaranya, bateri vanadium telah mendahului memasuki peringkat awal pengkomersilan seiring dengan perkembangan industri huluan dan hiliran.
Bateri aliran cecair semua-vanadium ialah bateri dengan vanadium sebagai bahan aktif dalam keadaan cecair yang beredar. Elektrolit dipam ke dalam timbunan bateri melalui pam luaran. Di bawah tindakan kuasa mekanikal, elektrolit beredar di antara tangki simpanan dan separuh sel, mengalir melalui permukaan elektrod untuk menghasilkan tindak balas elektrokimia, dan kemudian plat elektrod berganda mengumpul dan mengalirkan arus, dengan itu merealisasikan penukaran tenaga kimia kepada tenaga elektrik. Mod kerja aliran beredar yang unik ini membolehkan bateri vanadium mempunyai fleksibiliti dalam kapasiti penyimpanan tenaga, dan keperluan yang berbeza boleh dipenuhi dengan melaraskan isipadu elektrolit.
Gambarajah Skema Penyimpanan Tenaga Bateri Semua Aliran
Bateri vanadium mempunyai kelebihan unik dalam konteks penyimpanan tenaga jangka panjang. Kuasa bateri vanadium ditentukan oleh timbunan bateri, dan kapasiti penyimpanan tenaga bergantung pada elektrolit, dan kedua-duanya adalah bebas antara satu sama lain. Dari segi kos, bateri vanadium boleh melunaskan kos unit kuasa dengan berkesan bersama-sama dengan masa penyimpanan tenaga, dengan itu mengurangkan kos setiap Wh, yang sangat konsisten dengan penyimpanan tenaga jangka panjang. Dalam aplikasi praktikal, jika kuasa perlu ditingkatkan, bilangan tindanan bateri boleh ditingkatkan; jika kapasiti perlu dikembangkan, kepekatan dan isipadu elektrolit boleh diubah untuk memenuhi keperluan storan tenaga yang pelbagai secara fleksibel, memberikan penyelesaian teknikal yang sangat menjanjikan untuk medan penyimpanan tenaga.
Storan Tenaga Bateri Semua Aliran: Kuasa Output dan Kapasiti Storan Boleh Direka Secara Bebas
Bateri vanadium juga menunjukkan ciri yang sangat baik dari segi keselamatan dan hayat kitaran.
1) Bateri vanadium menggunakan elektrolit berasaskan air bukan organik, yang tidak mempunyai risiko pembakaran dan letupan, dan boleh beroperasi dengan stabil di bawah suhu dan tekanan normal, menghapuskan sepenuhnya risiko pelarian haba. Sistem bateri menunjukkan konsistensi yang baik, dan dengan mekanisme pengurusan bateri yang cekap, ia memastikan kebolehpercayaan operasi yang tinggi.
2) Dari segi hayat kitaran, hayat kalendar boleh mencapai 25 tahun, bilangan kitaran cas dan nyahcas boleh mencapai 16,000 kali, dan elektrod tidak mengambil bahagian dalam tindak balas semasa proses tindak balas, dan cas dan nyahcas dalam tidak menjejaskan hayat bateri. Kapasiti boleh mengekalkan keadaan pereputan sifar. Bateri vanadium boleh mencapai kadar pengekalan kapasiti 100% sepanjang keseluruhan kitaran hayat, dan tiada pereputan kecekapan berlaku, memberikan jaminan kukuh untuk penyimpanan dan bekalan tenaga stabil jangka panjang.
Pada 2024, kapasiti terpasang China bagi storan tenaga bateri aliran cecair melebihi GWj buat kali pertama, mencecah 1.81GWj. Menurut GGII, bateri aliran cecair meresap dengan pantas dengan aplikasi penyimpanan tenaga hibrid. Dari Januari hingga November 2024, projek penyimpanan tenaga hibrid bagi bateri aliran cecair semua-vanadium + bateri fosfat besi litium (LFP) menyumbang hampir 60% daripada projek pembidaan bateri aliran cecair China. Memandangkan harga sistem bateri aliran cecair terus menurun, ia dijangka turun kepada kurang daripada 2MB/Wj pada 2026.
Penyimpanan Tenaga Hidrogen: Hidrogen Tersimpan Boleh Ditukarkan kepada Elektrik dan Digunakan dalam Pelbagai Sektor seperti Metalurgi dan Pengangkutan
Tenaga hidrogen dibahagikan dengan jelas mengikut kategori yang berbeza. Dalam erti kata yang sempit, simpanan tenaga hidrogen berkisar pada proses penukaran "elektrik-hidrogen-elektrik". Apabila terdapat lebihan bekalan elektrik, terutamanya pada waktu bukan waktu puncak, tenaga elektrik ini boleh digunakan sepenuhnya untuk menjalankan aktiviti pengeluaran hidrogen berskala besar dengan cergas, berjaya dan mahir menukar tenaga elektrik kepada tenaga hidrogen untuk penyimpanan yang betul. Tenaga hidrogen jenis ini boleh digunakan sebagai tenaga simpanan dan dibekalkan kepada industri berkaitan hiliran atas permintaan; ia juga boleh digunakan apabila permintaan elektrik puncak datang dan permintaan elektrik meningkat secara mendadak. Teknologi utama sel bahan api boleh digunakan untuk menukar hidrogen tersimpan dengan cepat kepada elektrik dan menghantarnya ke grid dalam masa, dengan berkesan memainkan peranan penting dalam mengawal keseimbangan bekalan dan permintaan elektrik.
Penyimpanan tenaga hidrogen dalam erti kata yang luas menekankan ciri penukaran sehala "elektrik-hidrogen". Hidrogen yang disimpan digunakan secara meluas dalam banyak bidang seperti pengangkutan dan keluli. Sebagai contoh, ia boleh digunakan untuk menggerakkan kenderaan sel bahan api hidrogen untuk memacu perjalanan dan membantu transformasi hijau dan rendah karbon industri keluli; atau melalui satu siri tindak balas kimia yang kompleks, hidrogen boleh ditukar kepada derivatif kimia yang berharga seperti metanol dan ammonia untuk digunakan dalam industri lain seperti pengeluaran kimia. Selepas penukaran dan penggunaan, hidrogen tidak akan mengalir kembali ke grid kuasa untuk penjanaan kuasa.
Penyimpanan tenaga hidrogen mempunyai kelebihan penting berikut:
1) Jangka Panjang: Elemen utama penyimpanan tenaga jangka panjang ialah mobiliti pembawa tenaga dan penyahgandingan kapasiti dan kuasa. Walaupun storan dipam dan storan tenaga udara termampat mempunyai mobiliti pembawa tenaga, aplikasinya dihadkan oleh lokasi geografi. Sebaliknya, simpanan tenaga hidrogen lebih sesuai untuk keperluan pengecasan dan pelepasan jangka panjang lebih daripada 4 jam, dan boleh mencapai pemindahan tenaga bermusim. Purata masa pelepasan berterusannya boleh mencapai 500-1000 jam. Kadar nyahcas sendiri storan tenaga hidrogen adalah sangat rendah, hampir sifar, yang membolehkannya menyesuaikan diri dengan kitaran penyimpanan tenaga lebih daripada satu tahun tanpa sekatan geografi.
2) Kapasiti besar: Ketumpatan tenaga penyimpanan tenaga hidrogen dalam hidrogen cecair boleh mencapai 143 MJ/kg (kira-kira 40kWh/kg), iaitu lebih daripada 100 kali ganda penyimpanan tenaga elektrokimia seperti bateri litium; dari segi nilai kalori, nilai kalori hidrogen boleh mencapai 120MJ/kg, iaitu 3-4 kali ganda tenaga fosil tradisional seperti arang batu, gas asli, dan minyak. Penyimpanan tenaga adalah salah satu daripada beberapa kaedah penyimpanan tenaga yang boleh menyimpan lebih daripada 100 GWh tenaga.
Perbandingan Masa Nyahcas dan Prestasi Kapasiti Merentas Teknologi Penyimpanan Tenaga Berbeza
3) Rentas wilayah: Hidrogen boleh diangkut dalam pelbagai cara, termasuk bentuk gas, cecair dan pepejal. Penyimpanan tenaga hidrogen tidak dihadkan oleh rangkaian penghantaran dan pengedaran kuasa dan boleh mencapai peraturan beban puncak merentas wilayah. Walau bagaimanapun, stesen janakuasa simpanan tenaga elektrokimia dihadkan oleh grid kuasa dan keadaan pengangkutan dan sukar untuk mencapai peraturan beban puncak merentas wilayah. Terutamanya dalam pembangunan tenaga angin luar pesisir, dengan pembangunan besar-besaran kuasa angin luar pesisir, penghantaran dan penggunaan kuasa luar pesisir telah menjadi satu cabaran. Menggunakan kuasa angin luar pesisir untuk menghasilkan hidrogen boleh menyelesaikan masalah sambungan grid berskala besar dan penggunaan kuasa angin luar pesisir dan kos penghantaran kuasa laut dalam yang tinggi.
Hidrogen boleh dikatakan sebagai bentuk tenaga muktamad. Hidrogen boleh dihasilkan melalui elektrolisis air, yang hampir tidak habis; ia boleh menjana elektrik dengan bertindak balas dengan oksigen, dan hanya air yang dihasilkan, yang benar-benar sifar pelepasan karbon. Walau bagaimanapun, cabaran yang dihadapi oleh penyimpanan dan pengangkutan hidrogen juga teruk. Sifat fizikal dan kimia khas hidrogen disertai dengan risiko keselamatan semasa pengangkutan, sama ada dalam gas tekanan tinggi atau cecair suhu rendah. Di samping itu, ketumpatan hidrogen yang rendah membawa kepada kecekapan pengangkutan yang rendah. Walaupun dalam keadaan tekanan tinggi, trak berat 49 tan hanya boleh mengangkut kira-kira 300 kilogram hidrogen. Takat didih hidrogen cecair yang sangat rendah memerlukan kami melaburkan teknologi dan kos tenaga yang besar dalam mengekalkan keadaan cairnya.
Apabila penyimpanan tenaga hidrogen akan menjadi industri tonggak, kami percaya terdapat dua peringkat utama yang patut diberi perhatian:
Titik perubahan pertama: Di peringkat global, dasar telah ditetapkan untuk menyokong pembangunan storan tenaga hidrogen. Pada November 2024, Kementerian Perindustrian dan Teknologi Maklumat secara terbuka meminta pendapat tentang "Pelan Tindakan untuk Pembangunan Berkualiti Tinggi Industri Pembuatan Penyimpanan Tenaga Baharu" (Draf untuk Ulasan). Pendapat tersebut menunjukkan pembangunan teknologi penyimpanan tenaga jangka panjang seperti udara termampat, dan susun atur awal yang sesuai bagi teknologi penyimpanan tenaga jangka panjang seperti penyimpanan tenaga hidrogen. Secara aktif menggalakkan kuasa haba untuk mengkonfigurasi storan tenaga baharu secara munasabah dan mengembangkan senario aplikasi tenaga baharu seperti penyimpanan hidrogen angin dan suria. Terokai penggunaan tenaga boleh diperbaharui untuk menghasilkan hidrogen di kawasan yang mempunyai tenaga baharu yang kaya dan kapasiti penyerapan tempatan rendah, seperti padang pasir, Gobi dan tanah terbiar.
Titik perubahan kedua: Apabila pengeluaran hidrogen kuasa angin luar pesisir dan teknologi penyimpanan hidrogen keadaan pepejal dikomersialkan, tenaga hidrogen dijangka memainkan peranan penting dalam pengeluaran bidang perindustrian seperti keluli dan simen, serta metanol hijau dan produk lain. Dijangkakan menjelang 2035, kapasiti pengeluaran tenaga hidrogen akan mencapai 5 trilion yuan, menjadi kuasa penting dalam industri tenaga. Dari segi kos, kos semasa membina stesen hidrogen adalah tinggi. Kos pembinaan stesen hidrogen standard ialah sekurang-kurangnya 2 juta dolar AS, kira-kira 15 juta yuan, dan kos sistem hidrogenasi tekanan tinggi adalah setinggi 20 juta yuan. Antaranya, pemampat hidrogen menyumbang 30% daripada kos stesen hidrogen. Berhadapan dengan cabaran ruang pengurangan kos yang terhad, syarikat pemampat hidrogen domestik dengan segera perlu meningkatkan inovasi teknologi untuk mencapai keberkesanan kos dan daya saing pasaran.
Storan Tenaga Hibrid: Mengintegrasikan Pelbagai Teknologi Storan untuk Mencapai Kesan '1+1>2'
. sistem penyimpanan tenaga hibrid bijak mengintegrasikan dua atau lebih teknologi penyimpanan tenaga yang berbeza menjadi satu. Ia bertujuan untuk belajar daripada kekuatan ramai dan memberikan permainan sepenuhnya kepada kelebihan unik pelbagai teknologi storan tenaga, dengan itu mencapai storan tenaga yang lebih cekap dan fleksibel serta matlamat pengurusan yang baik.
Storan tenaga hibrid telah menarik banyak perhatian dalam industri kerana ia boleh mencapai kesan "1+1>2" melalui kelebihan prestasi pelengkap yang kukuh, pelbagai fungsi, penyebaran risiko dan kecekapan komprehensif yang tinggi. Pada tahun 2022, “Rancangan Lima Tahun Ke-14 untuk Pembangunan Penyimpanan Tenaga Baharu” yang dikeluarkan oleh Suruhanjaya Pembangunan dan Pembaharuan Negara dan Pentadbiran Tenaga Negara menyebut bahawa ia akan menggalakkan aplikasi bersama pelbagai teknologi storan tenaga dalam kombinasi dengan keperluan sistem dan menjalankan demonstrasi perintis penyimpanan tenaga komposit.
Dari perspektif klasifikasi, storan tenaga hibrid meliputi penyepaduan bateri dan bateri, seperti gabungan bateri sistem kimia yang berbeza, yang menggunakan perbezaan dalam ciri pengecasan dan nyahcas masing-masing untuk mencapai bekalan tenaga yang stabil pada setiap masa; bateri dan kapasitor super digabungkan, yang pertama memastikan rizab tenaga jangka panjang, dan yang kedua bergantung pada ketumpatan kuasa ultra-tinggi untuk bertindak balas dengan cepat dalam senario permintaan kuasa tinggi serta-merta untuk mengisi jurang tenaga; ketiga, bateri dan roda tenaga berfungsi bersama, dan roda tenaga bergantung pada putaran berkelajuan tinggi untuk menyimpan tenaga, yang boleh mengatasi turun naik kuasa jangka pendek dan frekuensi tinggi dengan mudah, melengkapkan bateri untuk memastikan output kuasa yang stabil; terdapat juga gabungan bateri dan simpanan hidrogen, yang menggunakan ketumpatan tenaga tinggi hidrogen dan ciri penukaran yang fleksibel untuk mengembangkan sempadan masa penyimpanan tenaga.
Pada masa ini, bateri litium besi fosfat menguasai bidang penyimpanan tenaga elektrokimia di negara saya. Walau bagaimanapun, laluan teknologi fosfat besi litium tunggal mempunyai kelemahan yang wujud, dan penyimpanan tenaga hibrid boleh menggantikannya dengan berkesan. Apabila teknologi storan tenaga tertentu tiba-tiba rosak atau gagal, teknologi sokongan lain boleh mengambil alih masa untuk memastikan penyimpanan dan pelepasan tenaga secara berterusan serta mengekalkan operasi sistem yang stabil.
Pada masa ini, aplikasi projek yang menggabungkan bateri litium dengan laluan teknikal lain telah dilaksanakan secara beransur-ansur, dan pelbagai teknologi penyimpanan tenaga baharu bekerjasama antara satu sama lain untuk memenuhi keperluan pelbagai senario. Menurut GGII, antara projek pembidaan bateri aliran China dari Januari hingga November 2024, projek storan tenaga hibrid bateri aliran vanadium + bateri litium fosfat besi litium (LFP) menyumbang hampir 60%. Menurut CESA, dari Januari hingga Oktober 2024, sejumlah 10 projek penyimpanan tenaga hibrid di negara saya mempunyai kapasiti yang baru dipasang, dengan jumlah skala 1.4GW/4.6GWj, menyumbang 7.92% daripada kapasiti, tempoh purata 3.28 jam, dan jumlah pelaburan lebih daripada 6.7 bilion RMB.
Penyimpanan Tenaga Baru Muncul Lain: Banyak Bot Bertanding, Semuanya Berpeluang
1)Penyimpanan tenaga udara termampat: Mampatkan udara dan simpannya di dalam tangki gas, dan kemudian gunakan peranti penukaran tenaga untuk menukar udara dalam tangki gas kepada tenaga mekanikal atau tenaga elektrik, dengan itu merealisasikan penyimpanan dan pelepasan tenaga. Teknologi storan tenaga udara termampat mempunyai kelebihan kapasiti besar, kitaran penyimpanan tenaga yang panjang, kitaran pembinaan yang pendek, dan susun atur tapak yang agak fleksibel. Medium penyimpanan hanyalah udara dan tiada risiko letupan. Berbanding dengan storan yang dipam, ia tidak dihadkan oleh keadaan geografi. Ia dijangka menjadi tambahan penting dalam bidang stesen janakuasa simpanan tenaga berskala besar (>100MW) apabila digabungkan dengan teknologi penyimpanan tenaga yang lain. Masa pelepasannya boleh mencapai lebih daripada 4 jam.
2)Penyimpanan tenaga roda tenaga: Tenaga disimpan melalui putaran roda tenaga berkelajuan tinggi, dan kemudian ditukar kepada tenaga elektrik atau tenaga haba melalui peranti pemulihan tenaga. Penyimpanan tenaga roda tenaga tertumpu terutamanya pada peranannya dalam peraturan frekuensi grid. Roda tenaga boleh memainkan peranan melicinkan dan memperlahankan grid tepat pada masanya apabila grid berubah, menjadi alternatif kepada peraturan frekuensi kuasa haba.
3)Penyimpanan tenaga graviti: Dengan menukar tenaga potensi graviti kepada tenaga elektrik, penyimpanan dan pelepasan tenaga dicapai. Kelebihannya ialah ia tidak perlu menghantar tenaga elektrik kepada pengguna yang jauh melalui talian penghantaran voltan tinggi, mempunyai kecekapan penukaran tenaga yang tinggi, dan tidak menjana banyak pencemaran alam sekitar. Kecekapan penukaran sistem ialah 80% -90%, dan hayat perkhidmatan adalah 25-40 tahun.
