Съхранение на енергия: ключът към декарбонизираното бъдеще

Ефективното съхранение на енергия е основен стълб на енергийния преход: прави производството на възобновяема енергия по-гъвкаво и гарантира нейното интегриране в системата. Разберете кои системи за съхранение са най-ефективни и коя обещава да стимулира така необходимия преход към декарбонизирана електрическа система по-силно.

Въртележка от изображения и видеоклипове

Съхранението на енергия, в допълнение към интеграцията на възобновяеми източници, води до подобряване на ефективността на електрическата система.

Електрическата енергия може лесно да се генерира, транспортира и трансформира. Досега обаче не е било възможно да се съхранява по практичен, лесен и евтин начин. Това предполага, че електрическата енергия трябва да се генерира по всяко време в съответствие с търсенето и следователно възобновяемите енергии - от неуправляемо естество - изискват подкрепата на системи за съхранение, за да се интегрират, да се избягват изхвърлянията на чиста енергия в долините и да осигуряват по-голяма ефективност и безопасност на електрическа система.

В свят, който е в пълен преход от изкопаеми горива към възобновяеми източници, като вятърна и слънчева енергия, Подобряването на съхранението на електрическа енергия е жизненоважно за поддържането на тези технологии, осигуряване на балансирани мрежови системи и спомагане за максимално използване на всеки генериран зелен мегават.

ОСНОВНИ СИСТЕМИ ЗА СЪХРАНЕНИЕ НА ЕНЕРГИЯ

Електрическата енергия не може да се съхранява като такава и е необходимо да се трансформира в други видове, като например механична или химическа енергия. Системите за съхранение могат да добавят стойност към всяко звено от веригата на доставки. В зависимост от капацитета си, системите за съхранение на енергия се разделят на: широкомащабно съхранение, което се използва на места, където се използват GW везни; съхранение в мрежи и в генериращи активи, където работи с MW везни; и накрая, съхранение на ниво краен потребител, което се използва на жилищно ниво и работи с kW.

енергиен
Технологии за съхранение на енергия.

В момента това са начините за натрупване на енергия и основни технологии, които позволяват ефективно трансформиране и съхранение на енергия:

ХИДРОЕЛЕКТРИЧНА ПОМПА

Най-ефективната широкомащабна система за съхранение в експлоатация. Е рентабилна и доказана технология което осигурява стабилност на електрическата система и може да генерира значителни количества чиста енергия с бързо време за реакция.

КОМПРЕСИРАН ВЪЗДУХ

Тези съоръжения имат реверсивен двигател, който по време на излишък от енергия съхранява околния въздух при високо налягане в подземните кабини. Това е механична система за съхранение сравним по капацитет с хидроелектрическо изпомпване.

ТЕРМИЧНО СЪХРАНЕНИЕ

Състои се в натрупват енергия в материали, които позволяват да се задържа и освобождава контролирано, чрез методи, вариращи от охлаждане за изграждане на лед до излагане на изключително висока температура.

СУПЕРКОНДЕНСАТОР

Това е устройство, което може съхраняване на големи количества електрическа енергия под формата на електростатични заряди, така че няма химични реакции. Суперкондензаторите могат да се зареждат и разреждат за секунди, което ги прави идеални за задоволяване на пиковите нужди от мощност или къси прекъсвания на захранването.

МАХОВНИ КОЛЕЛА НА ИНЕРТИЯ

Това е механична система за съхранение, състояща се от метален диск, който започва да се върти, когато към него се приложи въртящ момент, и след това се опитва да спира маховика с устойчив въртящ момент съхраняване на електрическа енергия в кинетична форма.

БАТЕРИИ

Това е устройство, което съхранява енергия в химични съединения, способни да генерират електрически заряд. Има много видове, като например оловни батерии, литиево-йонни батерии или никел-кадмиеви батерии. Основните предимства на батериите са тяхната скорост на реакция (милисекунди), тяхната лекота на инсталиране и мащабируемост и, накрая, многобройните ползи, които те могат да донесат на възобновяеми активи, с които са свързани.

КЛЕТКИ НА ВОДОРОДНО ГОРИВО

Това е вид непрекъснато съхранение на химикали. Той се различава от батериите по това, че водородът постоянно захранва батерията отвън, което позволява нейното постоянно използване. Има и други видове горивни клетки, но водородът е най-широко използваното гориво.

ЛИТИЕВИ БАТЕРИИ: БЪДЕЩЕТО НА СЪХРАНЕНИЕТО

През последните години секторът за възобновяема енергия видя в литиево-йонните батерии решението на основния си проблем: съхранението на генерираната енергия. Като един от най-малките елементи в периодичната таблица, литийът има висок електрохимичен потенциал и може да акумулира големи количества енергия. С ниското си тегло и висока ефективност, само един препъващ блок досега не позволява литиевите батерии да се превърнат в основната технология за съхранение на възобновяеми източници: тяхната висока цена.

Тази ситуация обаче изглежда се променя. Според скорошно проучване на BloombergNEF (BNEF), цената на литиево-йонните батерии ще спадне драстично през следващите години —Въпреки дори намалението от 85%, настъпило между 2010 и 2018 г.—. По-конкретно, BNEF прогнозира наполовина разходите за литиево-йонни батерии на кВтч до 2030 г., тъй като търсенето се увеличава на два различни пазара: стационарни хранилища и електрически превозни средства.

Това ще позволи на съоръженията за съхранение на енергия в световен мащаб да се умножат експоненциално, от скромните 9GW/17GWh, внедрени от 2018 г., до 1,095GW/2,850GWh до 2040 г. Това грандиозно увеличение ще изисква инвестиция от приблизително 662 000 милиона долара.

Според прогнозите на БНФЕ, общото търсене на батерии в стационарните сектори за съхранение и електрическия транспорт ще бъде 4,584 GWh до 2040 г., което в допълнение към благоприятстването на енергийния преход ще бъде чудесна възможност за производителите на батерии и компаниите, извличащи техните компоненти, като литий, кобалт и никел.