Shranjevanje energije v natrijevih ionskih baterijah: stroškovne koristi še niso očitne, vendar bodoči potencial v posebnih aplikacijah
Natrijeva ionska baterija je sekundarna baterija, ki temelji na gibanju natrijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo za dokončanje polnjenja in praznjenja. Načelo delovanja shranjevanja energije natrijevih ionskih baterij je podobno kot pri litij-ionskih baterijah, struktura pa je sestavljena tudi iz pozitivne elektrode, negativne elektrode, separatorja in elektrolita. Razlika je predvsem v materialu pozitivne elektrode, natrijeva sol nadomesti litijevo sol, aluminijasta folija pa bakreno folijo.
Prednosti natrijevih baterij so v delovni temperaturi, varnosti, življenjski dobi in hitrosti polnjenja.
1) Varnost. Natrijeve baterije imajo višjo stabilnost in manjše tveganje toplotnega uhajanja, kar je ključnega pomena za sisteme za shranjevanje energije, zlasti za velike skladišče energije. Lahko učinkovito zmanjša verjetnost varnostnih nesreč in zagotovi varnost osebja in opreme.
2) Zmogljivost pri nizkih temperaturah. Natrijeve ionske baterije lahko običajno delujejo stabilno v okolju od -40 ℃ do 80 ℃, medtem ko je območje delovne temperature trojnih litij-ionskih baterij na splošno med -20 ℃ in 60 ℃. Ko je temperatura okolja pod 0 ℃, bo zmogljivost litijevih baterij znatno padla, medtem ko lahko natrijeve ionske baterije še vedno ohranijo stopnjo zadrževanja zmogljivosti več kot 80 % v okolju z nizko temperaturo -20 ℃.
3) Življenjski cikel. Natrijeve ionske baterije lahko prenesejo več ciklov polnjenja in praznjenja, kar zmanjša stroške in porabo virov zaradi pogoste menjave baterij ter izboljša splošno življenjsko dobo in gospodarske koristi sistemov za shranjevanje energije.
4) Hitrost polnjenja. Natrijeve ionske baterije lahko dokončajo postopek polnjenja v 10 minutah, medtem ko trikomponentne litijeve baterije trajajo vsaj 40 minut, litij-železove fosfatne baterije pa 45 minut.
Stroškovna prednost je pomemben dejavnik pri shranjevanju energije natrijevih ionskih baterij. Če se ozremo nazaj na leto 2022, je cena litijevega karbonata v nabavni verigi močno narasla, stroški litijevih baterij pa so narasli, zaradi česar je industrija več pozornosti namenila natrijevim ionskim baterijam. Natrijeve ionske baterije s svojimi prednostmi, kot so nizki stroški surovin, veljajo za obetavne za doseganje preboja v stroških, zmanjšanje pritiska na stroške shranjevanja energije, ki jih povzroča visoka cena virov litija, in tako pridobijo širše možnosti uporabe.
Vendar se je cena litijevega karbonata v zadnjih dveh letih vrnila, posledično pa je tudi cena litijevih baterij hitro padla. V tem ozadju stroškovna prednost natrijevih ionskih baterij, za katero se je prvotno pričakovalo, da bo visoka, ni več tako izrazita in še vedno je potrebno nadaljnje poglobljeno raziskovanje, da bi poudarili njeno konkurenčnost. Konec koncev, ko cena litijevega karbonata pade pod 100,000 juanov, se bodo stroški litijevih baterij postopoma približali teoretičnim stroškom natrijevih ionskih baterij. Na ta način se bodo stroški natrijevih ionskih baterij močno znižali v primerjavi z litijevimi baterijami. Zamenljivost in njeno kasnejše promocijo na trgu se bosta verjetno soočila s številnimi ovirami.
Čeprav imajo natrijeve ionske baterije potencial stroškovne prednosti, ta prednost še ni bila učinkovito preoblikovana v pravo konkurenčnost na trgu in ostaja na teoretični ravni. V nadaljnjem razvojnem procesu se mora industrija natrijevih ionskih baterij še vedno osredotočiti na ključno povezavo zmanjševanja stroškov.
Prej je industrija na splošno pričakovala, da bo leto 2023 "prvo leto natrijeve elektrike", vendar se je postopek komercializacije vedno znova odlagal. Verjamemo, da bo leta 2025 natrijeva elektrika pomenila prelomnico za pospešen industrijski razvoj.
Natrijeve ionske baterije imajo edinstven strateški pomen za mojo državo. Čeprav je trenutni tržni delež še vedno majhen, je natrijeva energija ključna rezervna možnost, ko so mednarodne razmere zapletene in je oskrba z viri litija nestabilna, zato njenega pomena ne gre podcenjevati. V prihodnosti bo tržni delež natrijeve energije morda težko preseči tržni delež litijeve energije, vendar se bo postopoma širil v tržnih segmentih in gradil lastne prednosti. Glede na časovnico se pričakuje, da se bo natrijeva energija uveljavila na trgu pred polprevodniškimi baterijami in igrala ključno vlogo v določenem obdobju. Ocenjuje se, da bo do leta 2030 povpraševanje po natrijevih ionskih baterijah na področju shranjevanja energije preseglo 300 GWh.
Shranjevanje energije v polprevodniški bateriji: višja zgornja meja gostote energije, vendar je treba obravnavati težave z vmesnikom
Polprevodniške baterije so v glavnem sestavljeni iz pozitivnih elektrod, negativnih elektrod, trdnih elektrolitov in drugih glavnih materialov. Bistvena razlika je v tem, da polprevodniške baterije uporabljajo nevnetljive trdne elektrolite namesto vnetljivih tekočih elektrolitov tekočih baterij.
Glede na vsebnost tekočine v polprevodniški bateriji lahko polprevodniške baterije razdelimo na polprevodniške baterije in polprevodniške baterije. Baterija z več kot 10-odstotno vsebnostjo tekočine je po definiciji akademske skupnosti tekoča baterija; baterija z vsebnostjo tekočine 5-10 % je opredeljena kot poltrdna baterija. Tekočina v poltrdni bateriji (Qingtao Energy jo definira kot vlažilno sredstvo) se razlikuje od elektrolita v tekoči bateriji. Omočilno sredstvo ima eno samo komponento, ki izboljša omočljivost notranjega vmesnika baterije in zmanjša odpornost baterije; popolnoma polprevodniška baterija ne vsebuje tekočih komponent.
Shematski diagram tradicionalne litij-ionske baterije in popolnoma polprevodniške litijeve baterije
Polprevodniške baterije imajo tri glavne prednosti: 1) Večjo varnost: trdni elektroliti so negorljivi ter imajo boljšo stabilnost in mehanske lastnosti pri visokih temperaturah. 2) Višja zgornja meja gostote energije: trdni elektroliti imajo širše elektrokemično okno, zmanjšajo stranske reakcije z materiali elektrod in razširijo obseg razpoložljivih materialov elektrod. 3) Daljša življenjska doba cikla: trdnih elektrolitov ni enostavno izhlapeti in ni težav z uhajanjem. Polprevodniške baterije so tudi manjše zaradi odprave tekočih elektrolitov in separatorjev.
Polprevodniške baterije imajo precejšnje prednosti pri zmogljivosti, vendar je pred njimi še dolga pot v smislu praktičnosti in industrializacije ter se še vedno soočajo z nekaterimi tehničnimi izzivi.
1) Problem transporta ionov: Ionska prevodnost trdnih elektrolitov je nizka, kar omejuje hitrost polnjenja in praznjenja.
2) Težava z litijevim dendritom: lahko rastejo znotraj in med kristali, kar povzroči kratek stik in okvaro baterije.
3) Težava z vmesnikom: Stična površina med elektrodo in elektrolitom je majhna, kar ima za posledico povečano impedanco vmesnika, kar ni ugodno za neposredno prevajanje litijevih ionov med pozitivno in negativno elektrodo.
4) Težava s stroški: Konec julija 2024 je bila cena prizmatične napajalne baterijske celice NCM 0.46 RMB/Wh, cena kvadratne napajalne baterijske celice litij-železov fosfat pa 0.37 RMB/Wh; glede na Xinwangda se bodo stroški popolnoma polprevodniških baterij s polimernimi sistemi leta 2.00 znižali na 2026 RMB/Wh. Trenutno so stroški polprevodniških baterij razmeroma visoki, prostor za padec v naslednjih 3-5 letih pa je še vedno nepredvidljiv.
V tehnološkem smislu ima sulfidna pot velik razvojni potencial na področju popolnoma polprevodniških baterij in vodilni proizvajalci baterij so se osredotočili nanjo. Med njimi je prekurzor litijev sulfid postal ključna povezava pri obvladovanju stroškov. Kot osrednji element zmogljivosti polprevodniških baterij so se pojavili sulfidi v trdnih elektrolitih z visoko prevodnostjo in odlično zmogljivostjo obdelave. Zlasti litij fosfor žveplo klor je izstopal s svojo stroškovno prednostjo in je postal glavna izbira za množično proizvodnjo. Trenutna tržna cena je v razponu od 20,000 do 40,000 RMB/kg.
Vendar pa trenutna cena predhodnikov litijevega sulfida ostaja visoka, s ceno, ki znaša več kot 5 milijonov juanov na tono, kar močno ovira zmanjšanje stroškov. Verjamemo, da se bodo z nenehnim inoviranjem poznejših procesov in opreme pričakovali, da se bodo njeni stroški znatno znižali. Hkrati se pot do komercializacije popolnoma polprevodniških baterij sooča tudi z izzivi proizvodnega procesa, zlasti v sprednji povezavi za oblikovanje filma. Kontrolne zahteve glede debeline membrane trdnega elektrolita, enakomernosti disperzije materiala in ravnosti negativne elektrode so stroge in morajo biti natančne do mikronske ali celo nanometrske ravni. Trenutno proizvodna oprema še ni zrela in je težko podpirati potrebe množične proizvodnje.
Leta 2025 bo svetovni trg za različne vrste polprevodniških baterij vreden več sto milijard juanov. Če lahko polprevodniške baterije v celoti izkoristijo svoje varnostne prednosti in dodatno povečajo energijsko gostoto, hkrati pa optimizirajo hitrost delovanja, življenjsko dobo in proizvodne procese, bodo imele ogromno potencialno bazo strank v posebnih ugodnih scenarijih. Poleg tega naj bi se tržni prostor še razširil, če bo dosežen preboj pri stroških polprevodniških baterij.
Shranjevanje energije s pretočno baterijo: izrazite prednosti za dolgoročno shranjevanje energije v prihodnosti
Baterije s tekočim pretokom lahko razdelimo na cink-železove tekoče pretočne baterije, cink-bromne tekoče pretočne baterije, popolnoma železne tekoče pretočne baterije, železo-kromove tekoče pretočne baterije in popolnoma vanadijeve tekoče pretočne baterije, odvisno od pozitivnih in negativnih elektrod ter vrst aktivne elektrike v raztopini elektrolita. Med njimi so vanadijeve baterije prevzele vodilno vlogo pri vstopu v zgodnjo fazo komercializacije skupaj z razvojem industrij na zgornjem in spodnjem delu verige.
Povsem vanadijeva tekoča pretočna baterija je baterija z vanadijem kot aktivnim materialom v krožečem tekočem stanju. Elektrolit se črpa v baterijski sklop prek zunanje črpalke. Pod delovanjem mehanske moči elektrolit kroži med rezervoarjem za shranjevanje in polovično celico, teče skozi površino elektrode, da povzroči elektrokemično reakcijo, nato pa dvojne elektrodne plošče zbirajo in vodijo tok, s čimer se izvede pretvorba kemične energije v električno energijo. Ta edinstven način delovanja s krožečim tokom omogoča vanadijevim baterijam prilagodljivost glede zmogljivosti shranjevanja energije, različne potrebe pa je mogoče zadovoljiti s prilagajanjem volumna elektrolita.
Shematski diagram vsepretočnega akumulatorskega shranjevanja energije
Vanadijeve baterije imajo edinstvene prednosti v kontekstu dolgoročnega shranjevanja energije. Moč vanadijevih baterij določa sklop baterij, zmogljivost shranjevanja energije pa je odvisna od elektrolita, oba sta neodvisna drug od drugega. Z vidika stroškov lahko vanadijeve baterije učinkovito amortizirajo stroške napajalnih enot skupaj s časom shranjevanja energije, s čimer zmanjšajo strošek na Wh, kar je zelo skladno z dolgoročnim shranjevanjem energije. V praktičnih aplikacijah, če je treba moč povečati, je mogoče povečati število nizov baterij; če je treba kapaciteto razširiti, je mogoče koncentracijo in prostornino elektrolita spremeniti, da se prilagodljivo zadovoljijo različne potrebe po shranjevanju energije, kar zagotavlja zelo obetavno tehnično rešitev za področje shranjevanja energije.
Vsepretočno baterijsko shranjevanje energije: izhodno moč in zmogljivost shranjevanja je mogoče oblikovati neodvisno
Vanadijeve baterije kažejo tudi odlične lastnosti glede varnosti in življenjske dobe.
1)Vanadijeve baterije uporabljajo anorganske elektrolite na vodni osnovi, ki ne predstavljajo nevarnosti vžiga in eksplozije in lahko stabilno delujejo pri normalni temperaturi in tlaku, kar popolnoma odpravi tveganje toplotnega uhajanja. Baterijski sistem kaže dobro konsistenco in z učinkovitim mehanizmom za upravljanje baterije zagotavlja visoko zanesljivost delovanja.
2) Kar zadeva življenjsko dobo cikla, lahko koledarska življenjska doba doseže 25 let, število ciklov polnjenja in praznjenja lahko doseže 16,000-krat, elektrode pa ne sodelujejo pri reakciji med reakcijskim procesom, globoko polnjenje in praznjenje pa ne vplivata na življenjsko dobo baterije. Zmogljivost lahko vzdržuje stanje ničelnega razpada. Vanadijeve baterije lahko dosežejo 100-odstotno stopnjo zadrževanja zmogljivosti v celotnem življenjskem ciklu in ne pride do zmanjšanja učinkovitosti, kar zagotavlja trdno jamstvo za dolgoročno stabilno shranjevanje in oskrbo z energijo.
Leta 2024 je kitajska nameščena zmogljivost akumulatorskega shranjevanja energije s tekočim tokom prvič presegla GWh in dosegla 1.81 GWh. Glede na GGII baterije s tekočim tokom hitro prodirajo s hibridnimi aplikacijami za shranjevanje energije. Od januarja do novembra 2024 so projekti hibridnega shranjevanja energije popolnoma vanadijevih tekočih baterij + litij-železofosfatnih baterij (LFP) predstavljali skoraj 60 % kitajskih projektov ponudb tekočih baterij. Ker cena baterijskih sistemov s tekočim tokom še naprej pada, se pričakuje, da bo leta 2 padla na manj kot 2026 MB/Wh.
Shranjevanje vodikove energije: Shranjeni vodik je mogoče pretvoriti v elektriko in uporabiti v različnih sektorjih, kot sta metalurgija in promet
Vodikova energija je jasno razdeljena glede na različne kategorije. V ožjem smislu se shranjevanje vodikove energije vrti okoli procesa pretvorbe "elektrika-vodik-elektrika". Ob presežku oskrbe z električno energijo, zlasti ob urah, ki niso konice, je mogoče to elektriko v celoti izkoristiti za intenzivno izvajanje obsežnih dejavnosti proizvodnje vodika, uspešno in spretno pretvarjanje električne energije v vodikovo energijo za ustrezno shranjevanje. Ta vrsta vodikove energije se lahko uporablja kot rezervna energija in se na zahtevo dobavlja nadaljnjim povezanim industrijam; lahko se uporablja tudi, ko pride največje povpraševanje po električni energiji in se povpraševanje po električni energiji močno poveča. Ključno tehnologijo gorivnih celic je mogoče uporabiti za hitro pretvorbo shranjenega vodika v električno energijo in pravočasen prenos v omrežje, s čimer dejansko igra ključno vlogo pri uravnavanju ravnovesja med ponudbo in povpraševanjem po električni energiji.
Shranjevanje vodikove energije v širšem smislu poudarja značilnosti enosmerne pretvorbe "elektrika-vodik". Shranjeni vodik se široko uporablja na številnih področjih, kot sta transport in jeklarstvo. Na primer, lahko se uporablja za pogon vozil na vodikove gorivne celice za spodbujanje potovanj in pomoč pri zeleni in nizkoogljični preobrazbi jeklarske industrije; ali z nizom zapletenih kemičnih reakcij se vodik lahko pretvori v dragocene kemične derivate, kot sta metanol in amoniak, za uporabo v drugih industrijah, kot je kemična proizvodnja. Po pretvorbi in uporabi se vodik ne bo več vračal nazaj v električno omrežje za proizvodnjo električne energije.
Shranjevanje vodikove energije ima naslednje pomembne prednosti:
1) Dolgoročno: Ključni elementi dolgoročnega shranjevanja energije so mobilnost nosilcev energije in ločevanje zmogljivosti in moči. Čeprav imajo črpalni rezervoarji in hranilniki energije na stisnjen zrak mobilnost nosilcev energije, je njihova uporaba omejena z geografsko lego. Nasprotno pa je shranjevanje vodikove energije primernejše za potrebe dolgotrajnega polnjenja in praznjenja, ki trajajo več kot 4 ure, in lahko doseže sezonski prenos energije. Povprečni neprekinjeni čas praznjenja lahko doseže 500-1000 ur. Stopnja samopraznjenja hranilnika vodikove energije je izjemno nizka, skoraj enaka nič, kar mu omogoča prilagajanje ciklom shranjevanja energije, daljšim od enega leta, brez geografskih omejitev.
2) Velika zmogljivost: energijska gostota shranjevanja vodikove energije v tekočem vodiku lahko doseže 143 MJ/kg (približno 40 kWh/kg), kar je več kot 100-krat več kot pri elektrokemičnem shranjevanju energije, kot so litijeve baterije; kar zadeva kalorično vrednost, lahko kalorična vrednost vodika doseže 120 MJ/kg, kar je 3-4-krat več kot pri tradicionalni fosilni energiji, kot so premog, zemeljski plin in nafta. Shranjevanje energije je eden redkih načinov shranjevanja energije, ki lahko shrani več kot 100 GWh energije.
Primerjava časa praznjenja in zmogljivosti zmogljivosti pri različnih tehnologijah shranjevanja energije
3) Medregionalno: vodik se lahko prenaša na različne načine, vključno s plinastimi, tekočimi in trdnimi oblikami. Shranjevanje vodikove energije ni omejeno z omrežjem za prenos in distribucijo električne energije in lahko doseže regulacijo konične obremenitve med regijami. Vendar so elektrarne za shranjevanje elektrokemične energije omejene z električnim omrežjem in transportnimi pogoji in je težko doseči medregionalno regulacijo konične obremenitve. Zlasti pri razvoju vetrne energije na morju sta z obsežnim razvojem vetrne energije na morju prenos in poraba energije na morju postala izziv. Uporaba vetrne energije na morju za proizvodnjo vodika lahko učinkovito reši težave obsežne omrežne povezave in porabe vetrne energije na morju ter visoke stroške globokomorskega prenosa energije.
Za vodik lahko rečemo, da je najboljša oblika energije. Vodik je mogoče proizvesti z elektrolizo vode, ki je skoraj neizčrpna; lahko proizvaja elektriko z reakcijo s kisikom, pri čemer nastane le voda, kar je resnično ničelna emisija ogljika. Vendar pa so tudi izzivi, s katerimi se sooča shranjevanje in transport vodika, resni. Posebne fizikalne in kemijske lastnosti vodika spremljajo varnostna tveganja med prevozom, bodisi v visokotlačnem plinu ali tekočini z nizko temperaturo. Poleg tega nizka gostota vodika vodi do njegove nizke transportne učinkovitosti. Tudi pod visokim pritiskom lahko 49-tonski težak tovornjak prevaža le približno 300 kilogramov vodika. Izjemno nizko vrelišče tekočega vodika zahteva, da vložimo ogromne stroške tehnologije in energije v vzdrževanje njegovega tekočega stanja.
Glede tega, kdaj bo shranjevanje vodikove energije postalo steber industrije, verjamemo, da sta dve ključni fazi, na kateri je vredno biti pozoren:
Prva prelomnica: Globalno so bile določene politike za podporo razvoju shranjevanja vodikove energije. Novembra 2024 je Ministrstvo za industrijo in informacijsko tehnologijo javno pridobilo mnenja o »Akcijskem načrtu za visokokakovosten razvoj nove proizvodne industrije za shranjevanje energije« (Osnutek za pripombe). Mnenja so izpostavila razvoj tehnologij za dolgoročno shranjevanje energije, kot je stisnjen zrak, in ustrezno vnaprejšnjo postavitev tehnologij za dolgoročno shranjevanje energije, kot je shranjevanje vodikove energije. Aktivno spodbujajte toplotno energijo za razumno konfiguracijo novega shranjevanja energije in razširite nove scenarije uporabe energije, kot sta vetrno in sončno shranjevanje vodika. Raziščite uporabo obnovljive energije za proizvodnjo vodika na območjih, kjer je nova energija bogata in je lokalna absorpcijska sposobnost nizka, kot so puščave, Gobi in puščave.
Druga prelomnica: Ko bo proizvodnja vodika iz vetrne elektrarne na morju in tehnologija za shranjevanje vodika v trdnem stanju komercializirana, se pričakuje, da bo imela vodikova energija ključno vlogo pri proizvodnji industrijskih področij, kot sta jeklo in cement, pa tudi zeleni metanol in drugi proizvodi. Pričakuje se, da bo do leta 2035 zmogljivost proizvodnje vodikove energije dosegla 5 bilijonov juanov in tako postala pomembna sila v energetski industriji. Na stroškovni strani so trenutni stroški gradnje vodikovih postaj visoki. Stroški gradnje standardne vodikove postaje znašajo najmanj 2 milijona ameriških dolarjev, približno 15 milijonov juanov, stroški visokotlačnega hidrogenacijskega sistema pa znašajo kar 20 milijonov juanov. Med njimi vodikovi kompresorji predstavljajo 30 % stroškov vodikovih postaj. Soočena z izzivom omejenega prostora za zmanjšanje stroškov morajo domača podjetja za proizvodnjo vodikovih kompresorjev nujno povečati tehnološke inovacije, da bi dosegla stroškovno učinkovitost in konkurenčnost na trgu.
Hibridno shranjevanje energije: Integracija več tehnologij shranjevanja za doseganje učinka '1+1>2'
O hibridni sistem za shranjevanje energije pametno združuje dve ali več različnih tehnologij za shranjevanje energije v eno. Njegov namen je učiti se iz prednosti mnogih in v celoti izkoristiti edinstvene prednosti različnih tehnologij za shranjevanje energije, s čimer doseže učinkovitejše in prilagodljivejše shranjevanje energije in natančne cilje upravljanja.
Hibridno shranjevanje energije je pritegnilo veliko pozornosti v industriji, ker lahko doseže učinek "1+1>2" s svojimi prednostmi močne komplementarne zmogljivosti, več funkcij, razpršitve tveganja in visoke celovite učinkovitosti. Leta 2022 je »14. petletni načrt za razvoj novega shranjevanja energije«, ki sta ga izdala Nacionalna komisija za razvoj in reforme in Nacionalna uprava za energijo, omenilo, da bo spodbujal skupno uporabo več tehnologij za shranjevanje energije v kombinaciji s sistemskimi potrebami in izvedel pilotne predstavitve sestavljenega shranjevanja energije.
Z vidika klasifikacije hibridno shranjevanje energije zajema integracijo baterij in baterij, kot je kombinacija baterij različnih kemičnih sistemov, ki izkorišča razlike v njihovih značilnostih polnjenja in praznjenja za doseganje stabilne oskrbe z energijo v vsakem trenutku; baterije in superkondenzatorji so združeni, prvi zagotavlja dolgoročne zaloge energije, drugi pa se opira na izjemno visoko gostoto moči, da se hitro odzove v scenarijih trenutnega povpraševanja po visoki moči, da zapolni energijsko vrzel; tretjič, baterije in vztrajniki delujejo skupaj, vztrajniki pa se za shranjevanje energije zanašajo na visoko hitrost vrtenja, kar se lahko z lahkoto spopade s kratkotrajnimi in visokofrekvenčnimi nihanji moči ter dopolnjuje baterije za zagotavljanje stabilne izhodne moči; obstaja tudi kombinacija baterij in shranjevanja vodika, ki uporablja vodikovo visoko energijsko gostoto in prilagodljive lastnosti pretvorbe za razširitev meja časa shranjevanja energije.
Trenutno litij-železo-fosfatne baterije prevladujejo na področju elektrokemijskega shranjevanja energije v moji državi. Vendar ima ena sama tehnološka pot litij-železov fosfat inherentne pomanjkljivosti in hibridno shranjevanje energije lahko to učinkovito nadomesti. Ko se določena tehnologija za shranjevanje energije nenadoma pokvari ali odpove, jo lahko pravočasno prevzamejo druge podporne tehnologije, da neprekinjeno zagotovijo shranjevanje in sproščanje energije ter ohranijo stabilno delovanje sistema.
Trenutno se uporaba projektov, ki združujejo litijeve baterije z drugimi tehničnimi potemi, postopoma izvaja in različne nove tehnologije za shranjevanje energije sodelujejo med seboj, da bi zadovoljile potrebe več scenarijev. Po podatkih GGII so med kitajskimi projekti za zbiranje ponudb za pretočne baterije od januarja do novembra 2024 projekti hibridnega shranjevanja energije s popolnoma vanadijevo pretočno baterijo + litij-železofosfatno baterijo (LFP) predstavljali skoraj 60 %. Po podatkih CESA ima od januarja do oktobra 2024 skupno 10 projektov hibridnega shranjevanja energije v moji državi na novo nameščeno zmogljivost v skupnem obsegu 1.4 GW/4.6 GWh, kar predstavlja 7.92 % zmogljivosti, povprečno trajanje 3.28 ure in skupna naložba v višini več kot 6.7 milijarde RMB.
Drugo nastajajoče shranjevanje energije: veliko čolnov tekmuje, vsi imajo priložnosti
1) Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom: stisnite zrak in ga shranite v rezervoar za plin, nato pa uporabite napravo za pretvorbo energije, da pretvorite zrak v rezervoarju za plin v mehansko energijo ali električno energijo, s čimer dosežete shranjevanje in sprostitev energije. Tehnologija shranjevanja energije s stisnjenim zrakom ima prednosti velike zmogljivosti, dolgega cikla shranjevanja energije, kratkega gradbenega cikla in relativno prilagodljive postavitve lokacije. Shranjevalni medij je samo zrak in ni nevarnosti eksplozije. V primerjavi s črpalnimi akumulacijami ni omejen z geografskimi pogoji. Pričakuje se, da bo v kombinaciji z drugimi tehnologijami za shranjevanje energije postal pomemben dodatek na področju velikih elektrarn za shranjevanje energije (>100 MW). Njegov čas praznjenja lahko doseže več kot 4 ure.
2) Shranjevanje energije vztrajnika: Energija se shrani s hitrim vrtenjem vztrajnika in se nato pretvori v električno energijo ali toplotno energijo prek naprave za rekuperacijo energije. Shranjevanje energije vztrajnika se osredotoča predvsem na njegovo vlogo pri regulaciji frekvence omrežja. Vztrajnik ima lahko vlogo glajenja in upočasnitve omrežja pravočasno, ko se omrežje spremeni, in tako postane alternativa regulaciji frekvence toplotne moči.
3) Gravitacijsko shranjevanje energije: S pretvorbo gravitacijske potencialne energije v električno energijo se dosežeta shranjevanje in sproščanje energije. Njegova prednost je v tem, da mu ni treba oddajati električne energije do oddaljenih uporabnikov po visokonapetostnih daljnovodih, ima visoko učinkovitost pretvorbe energije in ne povzroča velikega onesnaževanja okolja. Učinkovitost pretvorbe sistema je 80% -90%, življenjska doba pa 25-40 let.
