Magazynowanie energii w akumulatorach sodowo-jonowych: korzyści finansowe jeszcze niewidoczne, ale potencjał na przyszłość w określonych zastosowaniach
Akumulator sodowo-jonowy to akumulator wtórny, który opiera się na ruchu jonów sodu między elektrodami dodatnimi i ujemnymi w celu dokończenia ładowania i rozładowywania. Zasada działania akumulatora sodowo-jonowego jest podobna do zasady działania akumulatora litowo-jonowego, a struktura składa się również z elektrody dodatniej, elektrody ujemnej, separatora i elektrolitu. Różnica polega głównie na materiale elektrody dodatniej, sól sodowa zastępuje sól litową, a folia aluminiowa zastępuje folię miedzianą.
Zalety akumulatorów sodowych obejmują temperaturę pracy, bezpieczeństwo, cykl życia i szybkość ładowania.
1) Bezpieczeństwo. Baterie sodowe mają większą stabilność i mniejsze ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury, co jest kluczowe dla systemów magazynowania energii, zwłaszcza dużych obiektów magazynowania energii. Może to skutecznie zmniejszyć prawdopodobieństwo wypadków związanych z bezpieczeństwem i zapewnić bezpieczeństwo personelu i sprzętu.
2) Wydajność w niskich temperaturach. Baterie sodowo-jonowe mogą zazwyczaj działać stabilnie w środowisku od -40℃ do 80℃, podczas gdy zakres temperatur roboczych baterii litowo-jonowych trójskładnikowych wynosi zazwyczaj od -20℃ do 60℃. Gdy temperatura otoczenia jest niższa niż 0℃, wydajność baterii litowych znacznie spada, podczas gdy baterie sodowo-jonowe mogą nadal utrzymywać wskaźnik retencji pojemności na poziomie ponad 80% w środowisku o niskiej temperaturze -20℃.
3) Cykl życia. Baterie sodowo-jonowe mogą wytrzymać więcej cykli ładowania i rozładowania, zmniejszając koszty i zużycie zasobów spowodowane częstą wymianą baterii oraz poprawiając ogólną żywotność i korzyści ekonomiczne systemów magazynowania energii.
4) Prędkość ładowania. Baterie sodowo-jonowe mogą zakończyć proces ładowania w ciągu 10 minut, podczas gdy baterie litowo-trójskładnikowe potrzebują co najmniej 40 minut, a baterie litowo-żelazowo-fosforanowe potrzebują 45 minut.
Przewaga kosztowa jest ważnym czynnikiem napędowym magazynowania energii w akumulatorach sodowo-jonowych. Patrząc wstecz na rok 2022, cena węglanu litu w górnym biegu łańcucha dostaw gwałtownie wzrosła, a koszt baterii litowych gwałtownie wzrósł, co sprawiło, że branża zwróciła większą uwagę na baterie sodowo-jonowe. Baterie sodowo-jonowe, z ich zaletami, takimi jak niskie koszty surowców, są postrzegane jako obiecujące w zakresie osiągnięcia przełomów w zakresie kosztów, złagodzenia presji na koszty magazynowania energii spowodowanej wysoką ceną zasobów litu, a tym samym uzyskania szerszych perspektyw zastosowania.
Jednak cena węglanu litu powróciła w ciągu ostatnich dwóch lat, a w rezultacie cena baterii litowych również gwałtownie spadła. Na tym tle przewaga kosztowa baterii sodowo-jonowych, która pierwotnie miała być wysoka, nie jest już tak widoczna, a dalsze dogłębne badania są nadal potrzebne, aby podkreślić jej konkurencyjność. W końcu, gdy cena węglanu litu spadnie poniżej 100,000 XNUMX juanów, koszt baterii litowych będzie stopniowo zbliżał się do teoretycznego kosztu baterii sodowo-jonowych. W ten sposób koszt baterii sodowo-jonowych zostanie znacznie obniżony w porównaniu z bateriami litowymi. Zastępowalność i jej późniejsza promocja na rynku prawdopodobnie napotkają wiele przeszkód.
Chociaż baterie sodowo-jonowe mają potencjał, aby mieć przewagę kosztową, ta przewaga nie została jeszcze skutecznie przekształcona w rzeczywistą konkurencyjność rynkową i pozostaje na poziomie teoretycznym. W dalszym procesie rozwoju przemysł baterii sodowo-jonowych nadal musi skupić się na kluczowym ogniwie redukcji kosztów.
Wcześniej branża generalnie oczekiwała, że 2023 będzie „pierwszym rokiem elektryczności sodowej”, ale proces komercjalizacji był wielokrotnie przekładany. Wierzymy, że w 2025 r. elektryczność sodowa zapoczątkuje punkt zwrotny dla przyspieszonego rozwoju przemysłu.
Baterie sodowo-jonowe mają wyjątkowe znaczenie strategiczne dla mojego kraju. Chociaż obecny udział w rynku jest nadal niewielki, energia sodowa jest kluczową opcją zapasową, gdy sytuacja międzynarodowa jest złożona, a podaż zasobów litu jest niestabilna, a jej znaczenia nie można nie doceniać. W przyszłości udział energii sodowej w rynku może być trudny do przewyższenia udziału energii litowej, ale będzie stopniowo rozszerzać się w segmentach rynku i budować własne przewagi. Z perspektywy czasu oczekuje się, że energia sodowa zyska przyczółek na rynku przed bateriami półprzewodnikowymi i odegra kluczową rolę w określonym okresie. Szacuje się, że do 2030 r. popyt na baterie sodowo-jonowe w dziedzinie magazynowania energii przekroczy 300 GWh.
Magazynowanie energii w bateriach półprzewodnikowych: wyższy pułap gęstości energii, ale problemy z interfejsem wymagają rozwiązania
Baterie półprzewodnikowe składają się głównie z elektrod dodatnich, elektrod ujemnych, stałych elektrolitów i innych głównych materiałów. Zasadnicza różnica polega na tym, że baterie stałe wykorzystują niepalne stałe elektrolity zamiast łatwopalnych ciekłych elektrolitów baterii ciekłych.
Ze względu na zawartość cieczy wewnątrz akumulatora stałego, akumulatory stałe można podzielić na akumulatory półstałe i akumulatory stałe. Zgodnie z definicją społeczności akademickiej akumulator o zawartości cieczy większej niż 10% jest akumulatorem ciekłym; akumulator o zawartości cieczy 5%-10% jest definiowany jako akumulator półstały. Ciecz w akumulatorze półstałym (Qingtao Energy definiuje go jako środek zwilżający) różni się od elektrolitu w akumulatorze ciekłym. Środek zwilżający ma jeden składnik, który poprawia zwilżalność wewnętrznego interfejsu akumulatora i zmniejsza rezystancję akumulatora; akumulator całkowicie stały nie zawiera żadnych składników ciekłych.
Schematyczny diagram tradycyjnej baterii litowo-jonowej i baterii litowo-jonowej w pełni ze stałym elektrolitem
Akumulatory półprzewodnikowe mają trzy główne zalety: 1) Większe bezpieczeństwo: elektrolity stałe są niepalne i mają lepszą stabilność i właściwości mechaniczne w wysokich temperaturach. 2) Większy pułap gęstości energii: elektrolity stałe mają szersze okno elektrochemiczne, zmniejszają reakcje uboczne z materiałami elektrodowymi i poszerzają zakres dostępnych materiałów elektrodowych. 3) Dłuższy cykl życia: elektrolity stałe nie ulatniają się łatwo i nie ma problemu z wyciekami. Akumulatory półprzewodnikowe są również lżejsze ze względu na wyeliminowanie elektrolitów ciekłych i separatorów.
Baterie ze stałym elektrolitem mają znaczące zalety pod względem wydajności, ale wciąż mają długą drogę do przebycia pod względem praktyczności i industrializacji, a ponadto wciąż napotykają na pewne wyzwania techniczne.
1) Problem transportu jonów: Przewodność jonowa stałych elektrolitów jest niska, co ogranicza szybkość ładowania i rozładowywania.
2) Problem z dendrytami litu: Mogą one rozwijać się wewnątrz i między kryształami, powodując zwarcie i awarię akumulatora.
3) Problem z interfejsem: Powierzchnia styku elektrody z elektrolitem jest mała, co powoduje zwiększoną impedancję interfejsu, która nie sprzyja bezpośredniemu przewodzeniu jonów litu pomiędzy elektrodami dodatnimi i ujemnymi.
4) Problem kosztów: Pod koniec lipca 2024 r. cena ogniwa pryzmatycznego NCM wynosiła 0.46 RMB/Wh, a cena kwadratowego ogniwa litowo-żelazowo-fosforanowego wynosiła 0.37 RMB/Wh; według Xinwangdy koszt baterii całkowicie stałych z systemami polimerowymi spadnie do 2.00 RMB/Wh w 2026 r. Obecnie koszt baterii stałych jest stosunkowo wysoki, a przestrzeń do spadku w ciągu najbliższych 3-5 lat jest nadal nieprzewidywalna.
Pod względem technologicznym droga siarczkowa ma duży potencjał rozwojowy w dziedzinie baterii całkowicie stałych, a czołowi producenci baterii skupili się na niej. Wśród nich prekursor siarczku litu stał się kluczowym ogniwem w kontrolowaniu kosztów. Jako podstawowy element wydajności baterii całkowicie stałych, siarczki w stałych elektrolitach pojawiły się z wysoką przewodnością i doskonałą wydajnością przetwarzania. W szczególności chlorek litu, fosforu, siarki i chlorku litu wyróżniał się swoją przewagą kosztową i stał się głównym wyborem do masowej produkcji. Obecna cena rynkowa mieści się w przedziale 20,000 40,000–XNUMX XNUMX RMB/kg.
Jednak obecna cena prekursorów siarczku litu pozostaje wysoka, z ceną ofertową przekraczającą 5 milionów juanów za tonę, co znacznie utrudnia redukcję kosztów. Uważamy, że wraz z ciągłą innowacją kolejnych procesów i urządzeń, ich koszt prawdopodobnie znacznie spadnie. Jednocześnie droga do komercjalizacji całkowicie stałych baterii również napotyka wyzwania związane z procesem produkcyjnym, szczególnie w ogniwie formowania filmu przedniego. Wymagania dotyczące kontroli grubości stałej membrany elektrolitycznej, jednorodności dyspersji materiału i płaskości elektrody ujemnej są rygorystyczne i muszą być dokładne do poziomu mikronów, a nawet nanometrów. Obecnie urządzenia produkcyjne nie są jeszcze dojrzałe i trudno jest sprostać potrzebom produkcji masowej.
W 2025 r. globalny rynek różnych typów baterii półprzewodnikowych będzie wart setki miliardów juanów. Jeśli baterie półprzewodnikowe będą w stanie w pełni wykorzystać swoje zalety bezpieczeństwa i jeszcze bardziej zwiększyć gęstość energii, optymalizując jednocześnie wydajność, cykl życia i procesy produkcyjne, będą miały ogromną potencjalną bazę klientów w określonych korzystnych scenariuszach. Ponadto, jeśli nastąpi przełom w kosztach baterii półprzewodnikowych, oczekuje się, że przestrzeń rynkowa będzie się dalej rozszerzać.
Magazynowanie energii w akumulatorach przepływowych: wyraźne zalety dla długoterminowego magazynowania energii w przyszłości
Akumulatory przepływowe można podzielić na cynkowo-żelazowe akumulatory przepływowe, cynkowo-bromowe akumulatory przepływowe, całkowicie żelazne akumulatory przepływowe, żelazowo-chromowe akumulatory przepływowe i całkowicie wanadowe akumulatory przepływowe, w zależności od dodatnich i ujemnych elektrod oraz rodzajów czynnej elektryczności w roztworze elektrolitu. Spośród nich akumulatory wanadowe przejęły inicjatywę we wczesnej fazie komercjalizacji wraz z rozwojem przemysłu upstream i downstream.
Całkowicie wanadowa bateria przepływowa to bateria z wanadem jako materiałem aktywnym w stanie ciekłym w obiegu. Elektrolit jest pompowany do stosu baterii za pomocą zewnętrznej pompy. Pod wpływem siły mechanicznej elektrolit krąży między zbiornikiem magazynowym a półogniwem, przepływa przez powierzchnię elektrody, aby wywołać reakcję elektrochemiczną, a następnie podwójne płyty elektrodowe zbierają i przewodzą prąd, realizując w ten sposób konwersję energii chemicznej w energię elektryczną. Ten unikalny tryb pracy przepływu krążącego pozwala bateriom wanadowym mieć elastyczność w zakresie pojemności magazynowania energii, a różne potrzeby można zaspokoić, dostosowując objętość elektrolitu.
Schematyczny diagram magazynowania energii w akumulatorach przepływowych
Akumulatory wanadowe mają wyjątkowe zalety w kontekście długoterminowego magazynowania energii. Moc akumulatorów wanadowych jest określana przez stos akumulatorów, a pojemność magazynowania energii zależy od elektrolitu, a oba są od siebie niezależne. Pod względem kosztów akumulatory wanadowe mogą skutecznie amortyzować koszt jednostek mocy wraz z czasem magazynowania energii, zmniejszając w ten sposób koszt na Wh, co jest wysoce zgodne z długoterminowym magazynowaniem energii. W zastosowaniach praktycznych, jeśli moc musi zostać zwiększona, można zwiększyć liczbę stosów akumulatorów; jeśli pojemność musi zostać rozszerzona, stężenie elektrolitu i objętość można zmienić, aby elastycznie sprostać różnorodnym potrzebom magazynowania energii, zapewniając wysoce obiecujące rozwiązanie techniczne dla dziedziny magazynowania energii.
Magazynowanie energii w akumulatorach przepływowych: moc wyjściowa i pojemność magazynowania mogą być projektowane niezależnie
Akumulatory wanadowe charakteryzują się również doskonałymi parametrami bezpieczeństwa i żywotnością.
1) Baterie wanadowe wykorzystują nieorganiczne elektrolity na bazie wody, które nie stwarzają ryzyka zapłonu i wybuchu, i mogą działać stabilnie w normalnej temperaturze i ciśnieniu, całkowicie eliminując ryzyko niekontrolowanego wzrostu temperatury. System baterii wykazuje dobrą spójność, a dzięki wydajnemu mechanizmowi zarządzania baterią zapewnia wysoką niezawodność działania.
2) Jeśli chodzi o cykl życia, kalendarzowy okres życia może osiągnąć 25 lat, liczba cykli ładowania i rozładowania może osiągnąć 16,000 100 razy, a elektrody nie uczestniczą w reakcji podczas procesu reakcji, a głębokie ładowanie i rozładowanie nie wpływa na żywotność akumulatora. Pojemność może utrzymać stan zerowego rozpadu. Akumulatory wanadowe mogą osiągnąć XNUMX% wskaźnik retencji pojemności przez cały cykl życia, a nie występuje żaden spadek wydajności, co zapewnia solidną gwarancję długoterminowego stabilnego magazynowania i dostarczania energii.
W 2024 r. zainstalowana moc magazynowania energii w akumulatorach przepływowych w Chinach przekroczyła GWh po raz pierwszy, osiągając 1.81 GWh. Według GGII akumulatory przepływowe szybko przenikają do zastosowań hybrydowego magazynowania energii. Od stycznia do listopada 2024 r. hybrydowe projekty magazynowania energii w pełni wanadowych akumulatorów przepływowych + akumulatorów litowo-żelazowo-fosforanowych (LFP) stanowiły prawie 60% chińskich projektów przetargowych na akumulatory przepływowe. Ponieważ cena systemów akumulatorów przepływowych nadal spada, oczekuje się, że spadnie ona do mniej niż 2 MB/Wh w 2026 r.
Magazynowanie energii wodorowej: magazynowany wodór może być przekształcany w energię elektryczną i wykorzystywany w różnych sektorach, takich jak metalurgia i transport
Energia wodorowa jest wyraźnie podzielona według różnych kategorii. W wąskim sensie magazynowanie energii wodorowej obraca się wokół procesu konwersji „elektryczność-wodór-elektryczność”. Gdy występuje nadwyżka dostaw energii elektrycznej, zwłaszcza poza godzinami szczytu, tę energię elektryczną można w pełni wykorzystać do energicznego prowadzenia działań związanych z produkcją wodoru na dużą skalę, skutecznie i umiejętnie przekształcać energię elektryczną w energię wodorową w celu właściwego magazynowania. Ten rodzaj energii wodorowej można wykorzystać jako energię rezerwową i dostarczać do powiązanych branż na żądanie; można ją również wykorzystać, gdy nadejdzie szczytowe zapotrzebowanie na energię elektryczną i gwałtownie wzrośnie. Kluczowa technologia ogniw paliwowych może być wykorzystana do szybkiej konwersji zmagazynowanego wodoru na energię elektryczną i przesłania jej do sieci na czas, skutecznie odgrywając kluczową rolę w regulowaniu równowagi podaży i popytu na energię elektryczną.
Magazynowanie energii wodorowej w szerokim znaczeniu podkreśla jednokierunkowe właściwości konwersji „elektryczności-wodoru”. Magazynowany wodór jest szeroko stosowany w wielu dziedzinach, takich jak transport i stal. Na przykład może być używany do zasilania pojazdów z ogniwami paliwowymi wodorowymi, aby napędzać podróże i pomagać w zielonej i niskoemisyjnej transformacji przemysłu stalowego; lub poprzez serię złożonych reakcji chemicznych wodór może zostać przekształcony w cenne pochodne chemiczne, takie jak metanol i amoniak, do wykorzystania w innych gałęziach przemysłu, takich jak produkcja chemiczna. Po przekształceniu i zastosowaniu wodór nie będzie już płynął z powrotem do sieci energetycznej w celu wytwarzania energii.
Magazynowanie energii wodorowej ma następujące istotne zalety:
1) Długoterminowe: Kluczowymi elementami długoterminowego magazynowania energii są mobilność nośników energii i rozdzielenie pojemności i mocy. Chociaż magazynowanie szczytowo-pompowe i magazynowanie energii sprężonego powietrza mają mobilność nośników energii, ich zastosowanie jest ograniczone przez lokalizację geograficzną. Natomiast magazynowanie energii wodorowej jest bardziej odpowiednie do długoterminowych potrzeb ładowania i rozładowywania trwających ponad 4 godziny i może osiągnąć sezonowy transfer energii. Jego średni czas ciągłego rozładowywania może osiągnąć 500-1000 godzin. Szybkość samorozładowania magazynowania energii wodorowej jest wyjątkowo niska, prawie zerowa, co umożliwia dostosowanie się do cykli magazynowania energii trwających ponad rok bez ograniczeń geograficznych.
2) Duża pojemność: Gęstość energii magazynowanej w postaci wodoru w postaci ciekłego wodoru może osiągnąć 143 MJ/kg (około 40 kWh/kg), co jest ponad 100 razy więcej niż w przypadku magazynowania energii elektrochemicznej, takiego jak baterie litowe; pod względem wartości opałowej, wartość opałowa wodoru może osiągnąć 120 MJ/kg, co jest 3-4 razy więcej niż w przypadku tradycyjnej energii kopalnej, takiej jak węgiel, gaz ziemny i ropa naftowa. Magazynowanie energii jest jedną z niewielu metod magazynowania energii, która może przechowywać ponad 100 GWh energii.
Porównanie czasu rozładowania i wydajności pojemności w różnych technologiach magazynowania energii
3) Międzyregionalne: Wodór może być transportowany na różne sposoby, w tym w postaci gazowej, ciekłej i stałej. Magazynowanie energii wodorowej nie jest ograniczone przez sieć przesyłu i dystrybucji energii i może osiągnąć międzyregionalną regulację obciążenia szczytowego. Jednak elektrownie elektrochemiczne do magazynowania energii są ograniczone przez warunki sieci energetycznej i transportu i trudno jest osiągnąć międzyregionalną regulację obciążenia szczytowego. Szczególnie w rozwoju energetyki wiatrowej na morzu, wraz z rozwojem energetyki wiatrowej na dużą skalę, przesył i zużycie energii na morzu stały się wyzwaniem. Wykorzystanie morskiej energii wiatrowej do produkcji wodoru może skutecznie rozwiązać problemy związane z podłączeniem do sieci na dużą skalę i zużyciem morskiej energii wiatrowej oraz wysokimi kosztami przesyłu energii głębinowej.
Można powiedzieć, że wodór jest ostateczną formą energii. Wodór można wytwarzać przez elektrolizę wody, która jest niemal niewyczerpalna; może wytwarzać energię elektryczną poprzez reakcję z tlenem, a wytwarzana jest tylko woda, co oznacza prawdziwie zerową emisję dwutlenku węgla. Jednak wyzwania stojące przed magazynowaniem i transportem wodoru są również poważne. Szczególne właściwości fizyczne i chemiczne wodoru wiążą się z ryzykiem bezpieczeństwa podczas transportu, niezależnie od tego, czy jest to gaz pod wysokim ciśnieniem, czy ciecz o niskiej temperaturze. Ponadto niska gęstość wodoru prowadzi do niskiej wydajności transportu. Nawet w warunkach wysokiego ciśnienia 49-tonowa ciężarówka może przewieźć tylko około 300 kilogramów wodoru. Ekstremalnie niska temperatura wrzenia ciekłego wodoru wymaga od nas inwestowania ogromnych kosztów technologii i energii w utrzymanie jego stanu ciekłego.
Jeśli chodzi o moment, w którym magazynowanie energii wodorowej stanie się gałęzią przemysłu, uważamy, że warto zwrócić uwagę na dwa kluczowe etapy:
Pierwszy punkt zwrotny: Globalnie wprowadzono polityki wspierające rozwój magazynowania energii wodorowej. W listopadzie 2024 r. Ministerstwo Przemysłu i Technologii Informacyjnych publicznie zwróciło się o opinie na temat „Planu działań na rzecz wysokiej jakości rozwoju nowego przemysłu magazynowania energii” (projekt do komentarza). Opinie wskazywały na rozwój technologii długoterminowego magazynowania energii, takich jak sprężone powietrze, oraz odpowiedni zaawansowany układ technologii długoterminowego magazynowania energii, takich jak magazynowanie energii wodorowej. Aktywnie zachęcaj elektrownie cieplne do rozsądnej konfiguracji nowych magazynów energii i rozszerzania nowych scenariuszy zastosowań energii, takich jak magazynowanie wodoru w elektrowniach wiatrowych i słonecznych. Zbadaj wykorzystanie energii odnawialnej do produkcji wodoru na obszarach, na których występuje duże zapotrzebowanie na nową energię, a lokalna zdolność absorpcyjna jest niska, takich jak pustynie, Gobi i pustkowia.
Drugi punkt zwrotny: Kiedy produkcja wodoru z elektrowni wiatrowych na morzu i technologia magazynowania wodoru w stanie stałym zostaną skomercjalizowane, energia wodorowa prawdopodobnie odegra kluczową rolę w produkcji w takich dziedzinach przemysłu jak stal i cement, a także w zielonym metanolu i innych produktach. Oczekuje się, że do 2035 r. zdolność produkcyjna energii wodorowej osiągnie 5 bilionów juanów, stając się ważną siłą w przemyśle energetycznym. Po stronie kosztów obecny koszt budowy stacji wodorowych jest wysoki. Koszt budowy standardowej stacji wodorowej wynosi co najmniej 2 miliony dolarów amerykańskich, około 15 milionów juanów, a koszt systemu uwodornienia wysokociśnieniowego wynosi aż 20 milionów juanów. Spośród nich sprężarki wodoru stanowią 30% kosztów stacji wodorowych. W obliczu wyzwania ograniczonej przestrzeni do redukcji kosztów krajowe firmy zajmujące się sprężarkami wodoru pilnie potrzebują zwiększenia innowacji technologicznych, aby osiągnąć opłacalność i konkurencyjność rynkową.
Hybrydowe magazynowanie energii: integracja wielu technologii magazynowania w celu osiągnięcia efektu „1+1>2”
hybrydowy system magazynowania energii sprytnie integruje dwie lub więcej różnych technologii magazynowania energii w jedną. Ma na celu naukę z mocnych stron wielu i pełne wykorzystanie unikalnych zalet różnych technologii magazynowania energii, osiągając w ten sposób bardziej wydajne i elastyczne cele magazynowania energii i zarządzania nią.
Hybrydowe magazynowanie energii przyciągnęło wiele uwagi w branży, ponieważ może osiągnąć efekt „1+1>2” dzięki swoim zaletom silnej komplementarnej wydajności, wielu funkcji, rozproszenia ryzyka i wysokiej kompleksowej wydajności. W 2022 r. „14. Pięcioletni plan rozwoju nowych magazynów energii” wydany przez Narodową Komisję Rozwoju i Reform oraz Narodową Administrację Energetyczną wspomniał, że będzie promować wspólne stosowanie wielu technologii magazynowania energii w połączeniu z potrzebami systemu i przeprowadzi pilotażowe demonstracje kompozytowego magazynowania energii.
Z punktu widzenia klasyfikacji hybrydowe magazynowanie energii obejmuje integrację baterii i akumulatorów, taką jak połączenie baterii o różnych układach chemicznych, wykorzystujące różnice w ich odpowiednich charakterystykach ładowania i rozładowywania w celu uzyskania stabilnego zasilania przez cały czas; baterie i superkondensatory są łączone, pierwsze zapewniają długoterminowe rezerwy energii, a drugie opierają się na bardzo wysokiej gęstości mocy, aby szybko reagować na chwilowe scenariusze dużego zapotrzebowania na moc, aby wypełnić lukę energetyczną; po trzecie, baterie i koła zamachowe współpracują ze sobą, a koła zamachowe wykorzystują szybkie obroty do magazynowania energii, co z łatwością radzi sobie z krótkoterminowymi i wysokoczęstotliwościowymi wahaniami mocy, uzupełniając baterie w celu zapewnienia stabilnej mocy wyjściowej; istnieje również połączenie baterii i magazynowania wodoru, które wykorzystuje wysoką gęstość energii wodoru i elastyczne właściwości konwersji w celu rozszerzenia granic czasu magazynowania energii.
Obecnie w moim kraju w dziedzinie elektrochemicznego magazynowania energii dominują baterie litowo-żelazowo-fosforanowe. Jednak pojedyncza technologia litowo-żelazowo-fosforanowa ma swoje wady, a hybrydowe magazynowanie energii może je skutecznie nadrobić. Gdy pewna technologia magazynowania energii nagle się zepsuje lub zawiedzie, inne technologie pomocnicze mogą przejąć kontrolę w odpowiednim czasie, aby zapewnić ciągłe magazynowanie i uwalnianie energii oraz utrzymać stabilną pracę systemu.
Obecnie stopniowo wdrażane są projekty łączące baterie litowe z innymi drogami technicznymi, a wiele nowych technologii magazynowania energii współpracuje ze sobą, aby sprostać potrzebom wielu scenariuszy. Według GGII, wśród chińskich projektów przetargowych na baterie przepływowe od stycznia do listopada 2024 r., hybrydowe projekty magazynowania energii z całkowicie wanadowymi bateriami przepływowymi + bateriami litowo-żelazowo-fosforanowymi (LFP) stanowiły prawie 60%. Według CESA, od stycznia do października 2024 r. w moim kraju łącznie 10 projektów hybrydowego magazynowania energii ma nową zainstalowaną moc, o całkowitej skali 1.4 GW/4.6 GWh, co stanowi 7.92% mocy, średni czas trwania 3.28 godziny i całkowitą inwestycję przekraczającą 6.7 miliarda RMB.
Inne powstające magazyny energii: wiele łodzi konkurujących, wszystkie mają możliwości
1) Magazynowanie energii sprężonego powietrza: Spręż powietrze i przechowuj je w zbiorniku gazu, a następnie użyj urządzenia do konwersji energii, aby przekształcić powietrze w zbiorniku gazu w energię mechaniczną lub elektryczną, realizując w ten sposób magazynowanie i uwalnianie energii. Technologia magazynowania energii sprężonego powietrza ma zalety dużej pojemności, długiego cyklu magazynowania energii, krótkiego cyklu budowy i stosunkowo elastycznego układu terenu. Medium magazynującym jest tylko powietrze i nie ma ryzyka wybuchu. W porównaniu z magazynowaniem szczytowo-pompowym nie jest ograniczona warunkami geograficznymi. Oczekuje się, że stanie się ważnym uzupełnieniem w dziedzinie elektrowni magazynujących energię na dużą skalę (>100 MW) w połączeniu z innymi technologiami magazynowania energii. Czas rozładowania może osiągnąć ponad 4 godziny.
2) Magazynowanie energii koła zamachowego: Energia jest magazynowana poprzez szybki obrót koła zamachowego, a następnie przekształcana w energię elektryczną lub energię cieplną za pomocą urządzenia do odzyskiwania energii. Magazynowanie energii koła zamachowego koncentruje się głównie na swojej roli w regulacji częstotliwości sieci. Koło zamachowe może pełnić rolę wygładzającą i spowalniającą sieć w odpowiednim czasie, gdy sieć się zmienia, stając się alternatywą dla regulacji częstotliwości mocy cieplnej.
3) Magazynowanie energii grawitacyjnej: Poprzez konwersję energii potencjalnej grawitacji na energię elektryczną, magazynowanie i uwalnianie energii jest osiągane. Jego zaletą jest to, że nie musi przesyłać energii elektrycznej do odległych użytkowników za pomocą linii przesyłowych wysokiego napięcia, ma wysoką wydajność konwersji energii i nie generuje dużego zanieczyszczenia środowiska. Wydajność konwersji systemu wynosi 80%-90%, a okres eksploatacji wynosi 25-40 lat.
