Зберігання енергії: запорука декарбонізованого майбутнього

Ефективне зберігання енергії є фундаментальним елементом енергетичного переходу: це робить виробництво відновлюваної енергії більш гнучким та гарантує її інтеграцію в систему. З’ясуйте, які системи зберігання є найбільш ефективними, а яка обіцяє посилити вкрай необхідний перехід до декарбонізованої електричної системи.

Карусель зображень та відео

Зберігання енергії, крім інтеграції відновлюваних джерел енергії, приносить із собою підвищення ефективності роботи електричної системи.

Електричну енергію можна легко генерувати, транспортувати та трансформувати. Однак дотепер не вдалося зберегти його практично, легко та дешево. Це означає, що електрична енергія повинна вироблятися у будь-який час відповідно до попиту, а отже, відновлювані джерела енергії - некерованого характеру - вимагають підтримки систем накопичення для інтеграції, уникнення скидів чистої енергії в долинні періоди та забезпечення більшої ефективності та безпеки для електрична система.

У світі, який повністю переходить від викопного палива до відновлюваних джерел, таких як енергія вітру та сонячної енергії, Поліпшення накопичення електричної енергії є життєво важливим для підтримки цих технологій, забезпечення збалансованості мережевих систем та допомагає максимально використовувати кожен генерований зелений мегават.

ОСНОВНІ СИСТЕМИ ЗБЕРІГАННЯ ЕНЕРГЕТИКИ

Електрична енергія не може зберігатися як така і необхідно трансформувати його в інші типи, наприклад, в механічну або хімічну енергію. Системи зберігання можуть додати значення кожній ланці ланцюга поставок. Залежно від їх потужності системи накопичення енергії поділяються на: широкомасштабне сховище, яке використовується в місцях, де використовуються ваги ГВ; зберігання в мережах та в генеруючих активах, де воно працює з масштабами МВт; і, нарешті, сховище на рівні кінцевого користувача, яке використовується на житловому рівні та працює з кВт.

енергії
Технології накопичення енергії.

В даний час це способи накопичення енергії та Основні технології, що дозволяють ефективно трансформувати та зберігати енергію:

ГІДРОЕЛЕКТРИЧНА НАСОСА

Найефективніша широкомасштабна система зберігання в експлуатації. Є економічна та перевірена технологія який забезпечує стабільність електричної системи і може генерувати значну кількість чистої енергії з швидким часом відгуку.

СТИСНУТЕ ПОВІТРЯ

Ці установки мають реверсивний двигун, який під час надлишку енергії зберігає навколишнє повітря під високим тиском у підземних кабінах. Це механічна система зберігання порівнянна за потужністю з гідроелектричною перекачкою.

ТЕПЛОВЕ ЗБЕРІГАННЯ

Складається в накопичують енергію в матеріалах, що дозволяють їй утримувати і контролювати вивільнене, за допомогою методів, починаючи від охолодження льодом і закінчуючи надзвичайно високою температурою.

СУПЕРКОНДЕНСАТОР

Це пристрій здатний зберігання великої кількості електричної енергії у вигляді електростатичних зарядів, тому відсутні хімічні реакції. Суперконденсатори можна заряджати і розряджати за лічені секунди, що робить їх ідеальними для задоволення пікових потреб в енергії або коротких перебоїв у подачі.

МАХОВКИ МАШИНИ ІНЕРТІЇ

Це механічна система зберігання, що складається з металевого диска, який починає обертатися, коли на нього прикладено крутний момент, а потім намагається загальмувати маховик стійким крутним моментом збереження електричної енергії в кінетичній формі.

АКУМУЛЯТОРИ

Це пристрій, який зберігає енергію в хімічних сполуках, здатних генерувати електричний заряд. Існує багато типів, таких як свинцево-кислотні акумулятори, літій-іонні батареї або нікель-кадмієві батареї. Основними перевагами акумуляторів є їх швидкість реакції (мілісекунди), їх простота установки та масштабованість і, нарешті, численні переваги, які вони можуть принести поновлюваним активам, з якими вони пов'язані.

КЛІТИНИ ВОДЕНОГО ПАЛИВА

Це тип безперервного зберігання хімічних речовин. Він відрізняється від акумуляторів тим, що водень постійно постачає батарею зовні, що дозволяє її постійно використовувати. Існують і інші типи паливних елементів, але водень є найбільш широко використовуваним паливом.

ЛІТІЙОВІ АКУМУЛЯТОРИ: МАЙБУТНЄ ЗБЕРІГАННЯ

В останні роки сектор відновлюваної енергетики розглядав літій-іонні акумулятори як вирішення своєї головної проблеми: зберігання генерованої енергії. Будучи одним з найменших елементів періодичної системи, літій має високий електрохімічний потенціал і може накопичувати велику кількість енергії. Завдяки їх низькій вазі та високій ефективності дотепер лише один камінь спотикання не дозволив літієвим батареям стати основною технологією зберігання відновлюваних джерел енергії: їх висока вартість.

Однак ця ситуація, схоже, змінюється. Згідно з недавнім дослідженням BloombergNEF (BNEF), у найближчі роки вартість літій-іонних акумуляторів різко впаде —Окрім навіть зменшення на 85%, яке відбулося між 2010 і 2018 роками—. Зокрема, BNEF прогнозує зменшення вдвічі вартості літій-іонних акумуляторів за кВт-год до 2030 року, оскільки попит зростає на двох різних ринках: стаціонарних сховищах та електромобілях.

Це дасть можливість сховищам енергії у всьому світі збільшуватися в геометричній прогресії - від помірних 9 ГВт/17 ГВт-год, впроваджених станом на 2018 рік, до 1095 ГВт/2850 ГВт-год до 2040 року. Це вражаюче збільшення вимагатиме інвестицій приблизно 662 000 мільйонів доларів.

За прогнозами BNEF, загальний попит на акумулятори в секторах стаціонарного зберігання та електротранспорту до 2040 року становитиме 4584 ГВт-год, що, крім сприяння енергетичному переходу, стане чудовою можливістю для виробників акумуляторів та компаній, що видобувають їх компоненти, такі як літій, кобальт та нікель.