Visión xeral do desenvolvemento e a aplicación da industria do almacenamento de enerxía.
1. Introdución á tecnoloxía de almacenamento de enerxía.
O almacenamento de enerxía é o almacenamento de enerxía. Refírese ás tecnoloxías que converten unha forma de enerxía nunha forma máis estable e a almacenan. Despois, libérana nunha forma específica cando é necesario. Os diferentes principios de almacenamento de enerxía divídena en 3 tipos: mecánica, electromagnética e electroquímica. Cada tipo de almacenamento de enerxía ten o seu propio rango de potencia, características e usos.
| Tipo de almacenamento de enerxía | potencia nominal | Enerxía nominal | Características | ocasións de aplicación | |
| Mecánico Almacenamento de enerxía | 抽水 储能 | 100-2.000 MW | 4-10 horas | Tecnoloxía madura a grande escala; resposta lenta, require recursos xeográficos | Regulación de carga, control de frecuencia e apoio do sistema, control de estabilidade da rede. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20 h | Tecnoloxía madura a grande escala; resposta lenta, necesidade de recursos xeográficos. | Axuste de picos, copia de seguridade do sistema, control de estabilidade da rede | |
| 飞轮 储能 | kW-30 MW | 15 segundos-30 min | Alta potencia específica, alto custo, alto nivel de ruído | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de tensión, SAI e almacenamento de enerxía en batería. | |
| Electromagnético Almacenamento de enerxía | 超导 储能 | kW-1 MW | 2 s-5 min | Resposta rápida, alta potencia específica; alto custo, mantemento difícil | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de calidade da enerxía, SAI e almacenamento de enerxía en baterías |
| 超级 电容 | kW-1 MW | 1-30 segundos | Resposta rápida, alta potencia específica; alto custo | Control da calidade da enerxía, SAI e almacenamento de enerxía en baterías | |
| Electroquímica Almacenamento de enerxía | 铅酸 电池 | kW-50 MW | 1 min-3 h | Tecnoloxía madura, baixo custo; vida útil curta, preocupacións pola protección ambiental | Respaldo de central eléctrica, arranque en negro, SAI, balance enerxético |
| 液流 电池 | kW-100 MW | 1-20 h | Moitos ciclos de batería implican cargas e descargas profundas. Son fáciles de combinar, pero teñen baixa densidade de enerxía. | Abarca a calidade da enerxía. Tamén abarca a enerxía de reserva. Tamén abarca o axuste de picos e o recheo de vales. Tamén abarca a xestión da enerxía e o almacenamento de enerxías renovables. | |
| 钠硫 电池 | 1 kW-100 MW | Horas | A enerxía específica elevada, o custo elevado e os problemas de seguridade operativa requiren melloras. | A calidade da enerxía é unha idea. Unha fonte de alimentación de reserva é outra. Despois, hai a redución dos picos e o recheo dos vales. A xestión da enerxía é outra. Finalmente, hai o almacenamento de enerxía renovable. | |
| 锂离子 电池 | kW-100 MW | Horas | Alta enerxía específica, o custo diminúe a medida que diminúe o custo das baterías de ións de litio | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de tensión, SAI e almacenamento de enerxía en batería. | |
Ten vantaxes. Entre elas, inclúese un menor impacto xeográfico. Tamén teñen un curto tempo de construción e unha alta densidade de enerxía. Como resultado, o almacenamento de enerxía electroquímica pódese usar de forma flexible. Funciona en moitas situacións de almacenamento de enerxía. É a tecnoloxía para almacenar enerxía. Ten a maior gama de usos e o maior potencial de desenvolvemento. As principais son as baterías de ións de litio. Úsanse en escenarios que van desde minutos ata horas.
2. Escenarios de aplicación de almacenamento de enerxía
O almacenamento de enerxía ten unha gran variedade de escenarios de aplicación no sistema eléctrico. O almacenamento de enerxía ten 3 usos principais: xeración de enerxía, rede eléctrica e usuarios. Estes son:
A xeración de enerxía nova é diferente dos tipos tradicionais. Está afectada polas condicións naturais, como a luz e a temperatura. A produción de enerxía varía segundo a estación e o día. É imposible axustar a enerxía á demanda. É unha fonte de enerxía inestable. Cando a capacidade instalada ou a proporción de xeración de enerxía alcanza un certo nivel, isto afectará á estabilidade da rede eléctrica. Para manter o sistema eléctrico seguro e estable, o novo sistema enerxético empregará produtos de almacenamento de enerxía. Reconectaranse á rede para suavizar a produción de enerxía. Isto reducirá o impacto da nova enerxía. Isto inclúe a enerxía fotovoltaica e eólica. Son intermitentes e volátiles. Tamén abordará os problemas de consumo de enerxía, como o abandono do vento e da luz.
O deseño e a construción tradicionais da rede seguen o método de carga máxima. Fano no lado da rede. Este é o caso da construción dunha nova rede ou da adición de capacidade. O equipo debe ter en conta a carga máxima. Isto levará a custos elevados e a un baixo uso de activos. O auxe do almacenamento de enerxía no lado da rede pode romper o método orixinal de carga máxima. Ao crear unha nova rede ou ampliar unha antiga, pódese reducir a conxestión da rede. Tamén promove a expansión e actualización dos equipos. Isto aforra custos de investimento na rede e mellora o uso de activos. O almacenamento de enerxía utiliza contedores como principal portador. Úsase nos lados da xeración de enerxía e da rede. É principalmente para aplicacións cunha potencia superior a 30 kW. Necesitan unha maior capacidade de produto.
Os novos sistemas enerxéticos no lado do usuario utilízanse principalmente para xerar e almacenar enerxía. Isto reduce os custos da electricidade e utiliza o almacenamento de enerxía para estabilizala. Ao mesmo tempo, os usuarios tamén poden usar sistemas de almacenamento de enerxía para almacenar electricidade cando os prezos son baixos. Isto permítelles reducir o uso da electricidade da rede cando os prezos son altos. Tamén poden vender electricidade do sistema de almacenamento para gañar cartos cos prezos máximos e mínimos. O almacenamento de enerxía no lado do usuario utiliza armarios como principal portador. É axeitado para aplicacións en parques industriais e comerciais e centrais fotovoltaicas distribuídas. Estas están no rango de potencia de 1 kW a 10 kW. A capacidade do produto é relativamente baixa.
3. O sistema «fonte-rede-carga-almacenamento» é un escenario de aplicación ampliado do almacenamento de enerxía
O sistema "fonte-rede-carga-almacenamento" é un modo de operación. Inclúe unha solución de "fonte de enerxía, rede eléctrica, carga e almacenamento de enerxía". Pode impulsar a eficiencia do uso de enerxía e a seguridade da rede. Pode solucionar problemas como a volatilidade da rede no uso de enerxía limpa. Neste sistema, a fonte é o provedor de enerxía. Inclúe enerxías renovables, como a solar, a eólica e a hidroeléctrica. Tamén inclúe enerxías tradicionais, como o carbón, o petróleo e o gas natural. A rede é a rede de transmisión de enerxía. Inclúe as liñas de transmisión e os equipos do sistema eléctrico. A carga é o usuario final da enerxía. Inclúe residentes, empresas e instalacións públicas. O almacenamento é a tecnoloxía de almacenamento de enerxía. Inclúe equipos e tecnoloxía de almacenamento.
No antigo sistema eléctrico, as centrais térmicas eran a fonte de enerxía. As casas e as industrias eran a carga. As dúas están moi separadas. A rede eléctrica conéctaas. Emprega un modo de control amplo e integrado. É un modo de equilibrio en tempo real onde a fonte de enerxía segue á carga.
Baixo o “neue Leistungssystem”, o sistema engadiu a demanda de carga dos vehículos de novas enerxías como “carga” para os usuarios. Isto aumentou considerablemente a presión sobre a rede eléctrica. Os novos métodos enerxéticos, como a fotovoltaica, permitiron que os usuarios se convertesen nunha “fonte de enerxía”. Ademais, os vehículos de novas enerxías necesitan unha carga rápida. E a xeración de enerxía de novas enerxías é inestable. Polo tanto, os usuarios necesitan “almacenamento de enerxía” para suavizar o impacto da súa xeración e uso de enerxía na rede. Isto permitirá o uso máximo de enerxía e o almacenamento de enerxía a fondo.
O novo uso da enerxía está a diversificarse. Os usuarios agora queren construír microrredes locais. Estas conectan "fontes de enerxía" (luz), "almacenamento de enerxía" (almacenamento) e "cargas" (carga). Empregan tecnoloxía de control e comunicación para xestionar moitas fontes de enerxía. Permiten aos usuarios xerar e usar nova enerxía localmente. Tamén se conectan á gran rede eléctrica de dúas maneiras. Isto reduce o seu impacto na rede e axuda a equilibrala. A pequena microrrede e o almacenamento de enerxía son un "sistema de almacenamento e carga fotovoltaico". Está integrado. Esta é unha aplicación importante do "almacenamento de carga da rede de orixe".
Perspectivas de aplicación e capacidade de mercado da industria de almacenamento de enerxía
O informe da CNESA indica que, a finais de 2023, a capacidade total dos proxectos de almacenamento de enerxía en funcionamento era de 289,20 GW. Isto supón un aumento do 21,92 % respecto aos 237,20 GW de finais de 2022. A capacidade total instalada de novo almacenamento de enerxía alcanzou os 91,33 GW. Isto supón un aumento do 99,62 % respecto ao ano anterior.
A finais de 2023, a capacidade total dos proxectos de almacenamento de enerxía na China alcanzou os 86,50 GW. Isto supuxo un aumento do 44,65 % respecto aos 59,80 GW de finais de 2022. Na actualidade, representan o 29,91 % da capacidade global, un 4,70 % máis que a finais de 2022. Entre eles, o almacenamento por bombeo é o que ten a maior capacidade. Representa o 59,40 %. O crecemento do mercado provén principalmente do novo almacenamento de enerxía. Isto inclúe baterías de ións de litio, baterías de chumbo-ácido e aire comprimido. Teñen unha capacidade total de 34,51 GW. Isto supón un aumento do 163,93 % respecto ao ano pasado. En 2023, o novo almacenamento de enerxía da China aumentará en 21,44 GW, un aumento interanual do 191,77 %. O novo almacenamento de enerxía inclúe baterías de ións de litio e aire comprimido. Ambos teñen centos de proxectos de megavatios conectados á rede.
A xulgar pola planificación e construción de novos proxectos de almacenamento de enerxía, o novo almacenamento de enerxía da China converteuse en algo a grande escala. En 2022, había 1.799 proxectos. Están planificados, en construción ou en funcionamento. Teñen unha capacidade total duns 104,50 GW. A maioría dos novos proxectos de almacenamento de enerxía postos en funcionamento son pequenos e medianos. A súa escala é inferior a 10 MW. Representan aproximadamente o 61,98 % do total. Os proxectos de almacenamento de enerxía en planificación e en construción son na súa maioría grandes. Son de 10 MW ou máis. Representan o 75,73 % do total. Hai máis de 402 proxectos de 100 megavatios en marcha. Teñen a base e as condicións para almacenar enerxía para a rede eléctrica.
Data de publicación: 22 de xullo de 2024