By hoppt
L'energia rinnuvevule hè una parte essenziale di u pianu à longu andà per a neutralità di u carbonu. Indipendentemente da a fusione nucleare cuntrullabile, a minera spaziale è u sviluppu maturu à grande scala di e risorse idroelettriche chì ùn anu micca una strada cummerciale in u cortu termini, l'energia eolica è l'energia solare sò attualmente i fonti d'energia rinnuvevuli più promettenti. Eppuru, sò limitati da e risorse di u ventu è di a luce. U almacenamentu di l'energia serà una parte essenziale di l'utilizazione futura di l'energia. Questu articulu è l'articuli successivi includeranu tecnulugii di almacenamentu d'energia cummerciale à grande scala, cuncintrati principalmente in casi di implementazione.
Nta l'ultimi anni, a rapida custruzzione di sistemi di almacenamentu d'energia hà fattu chì certi dati passati ùn anu più utile, cum'è "l'almacenamiento d'energia di l'aria cumpressa classificatu secondu cù una capacità installata tutale di 440 MW, è e batterie di sodiu-sulfuru classificatu terzu, cù una scala di capacità totale. di 440 MW. 316MW ", etc. In più, a nutizia chì Huawei hà firmatu u prughjettu di almacenamentu di energia "più grande" di u mondu cù 1300MWh hè sopravvive. Tuttavia, sicondu i dati esistenti, 1300MWh ùn hè micca u prughjettu di almacenamiento di energia più significativu in u mondu. U più grande prughjettu di almacenamiento di energia centrale appartene à l'almacenamiento pumped. Per i tecnulugii di almacenamiento d'energia fisica cum'è l'almacenamiento di l'energia di u salinu, in u casu di l'almacenamiento d'energia elettrochimica, 1300MWh ùn hè micca u prughjettu più significativu (pò ancu esse una materia di calibre statisticu). A capacità attuale di Moss Landing Energy Storage Center hà righjuntu 1600MWh (cumprese 1200MWh in a seconda fase, 400MWh in a seconda fase). Tuttavia, l'entrata di Huawei hà rimarcatu l'industria di u almacenamentu di energia in scena.
Attualmente, e tecnulugia di almacenamentu di energia cummercializata è potenziale ponu classificà in u almacenamentu di energia meccanica, u almacenamentu di l'energia termica, u almacenamentu di l'energia elettrica, u almacenamentu di l'energia chimica è u almacenamentu di l'energia elettrochimica. A fisica è a chimica sò essenzialmente listesse, dunque classificemu secondu u pensamentu di i nostri predecessori per u mumentu.
Stoccaggio pompato:
Ci sò dui reservoirs supiriori è bassu, pumping l'acqua à u reservoir superiore durante l'almacenamiento d'energia è drenà l'acqua à u reservoir più bassu durante a generazione di energia. A tecnulugia hè matura. À a fine di u 2020, a capacità installata globale di a capacità di almacenamentu pompata era di 159 milioni di kilowatt, chì rapprisentanu u 94% di a capacità di almacenamentu di energia tutale. Attualmente, u mo paese hà messu in opera un totale di 32.49 milioni di kilowatts di stazioni d'energia di almacenamiento pumped; a scala completa di stazioni di energia di almacenamentu pumped in custruzzione hè di 55.13 milioni di kilowatt. A scala di i dui custruiti è in custruzzione hè u primu in u mondu. A capacità installata di una centrale d'almacenamiento d'energia pò ghjunghje à migliaia di MW, a generazione di energia annuale pò ghjunghje à parechji miliardi kWh, è a velocità di partenza nera pò esse di l'ordine di pochi minuti. Attualmente, a più grande centrale di almacenamento di energia in opera in Cina, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, hà una capacità installata di 3.6 milioni di kilowatts è una capacità di generazione di energia annuale di 6.6 miliardi kWh (chì pò assorbe 8.8 miliardi kWh di putenza eccessiva). cù una efficienza di circa 75%). Tempu di iniziu neru 3-5 minuti. Ancu l'almacenamiento pompatu hè generalmente cunsideratu à avè i svantaghji di a selezzione limitata di u situ, u ciculu d'investimentu longu è l'investimentu significativu, hè sempre a tecnulugia più matura, l'operazione più sicura, è i mezi di almacenamentu di energia più bassu. L'Amministrazione Naziunale di l'Energia hà publicatu u Pianu di Sviluppu à Mediu è Longu Terme per u Pumped Storage (2021-2035).
In u 2025, a scala di pruduzzione tutale di l'almacenamiento pumped serà più di 62 milioni di kilowatt; da 2030, a scala di pruduzzione piena sarà circa 120 miliuna di kilowatts; da 2035, una industria mudernu pumped storage chì risponde à i bisogni di u sviluppu altu-pruporzioni è grande scala di nova energia sarà furmatu.
Hebei Fengning Pumped Storage Power Station - Reservoir Lower
Conservazione di l'energia di l'aria cumpressu:
Quandu a carica di l'electricità hè bassa, l'aria hè cumpressa è almacenata da l'electricità (di solitu tenuta in grotte di sali sotterranee, grotte naturali, etc.). Quandu u cunsumu di l'electricità picchi, l'aria d'alta pressione hè liberata per guidà u generatore per generà elettricità.
almacenamentu di energia di l'aria cumpressa
L'almacenamiento d'energia di l'aria cumpressa hè generalmente cunsideratu a seconda tecnulugia più adatta per l'almacenamiento d'energia à grande scala GW dopu u almacenamiento pompatu. Tuttavia, hè limitatu da e so cundizioni di selezzione di u situ più strette, u costu d'investimentu elevatu è l'efficienza di almacenamentu d'energia cà u almacenamentu pompatu. Bassu, u prugressu cummerciale di l'almacenamiento d'energia di l'aria compressa hè lentu. Finu à settembre di questu annu (2021), u mo primu prughjettu di almacenamentu di l'energia di l'aria cumpressa à grande scala di u mo paese - Jiangsu Jintan Salt Cave Compressed Air Energy Storage National Test Demonstration Project, hè statu ghjustu cunnessu à a reta. A capacità installata di a prima fase di u prugettu hè 60MW, è l'efficienza di cunversione di energia hè di circa 60%; a scala di custruzzione à longu andà di u prugettu ghjunghje à 1000MW. In uttrovi 2021, u primu sistema avanzatu di almacenamentu di energia di l'aria cumpressa di 10 MW sviluppatu indipindente da u mo paese hè statu cunnessu à a reta in Bijie, Guizhou. Si pò dì chì a strada cummerciale di l'almacenamiento di l'energia di l'aire compactu hè ghjustu principiatu, ma u futuru hè promettente.
Prughjettu di almacenamentu di energia di l'aria compressa Jintan.
Conservazione di l'energia di u sali fusu:
U almacenamentu di l'energia di u salinu fusu, in generale cumminatu cù a generazione di energia termica solare, cuncentra a luce di u sole è almacena u calore in u sali fusu. Quandu si genera l'electricità, u calore di u salinu fusu hè utilizatu per generà l'electricità, è a maiò parte di elli generanu vapore per guidà un generatore di turbina.
almacenamentu di u calore di u salinu fusu
Hanu gridatu Hi-Tech Dunhuang 100MW torre di sale fuse centrale termica solare in a più grande centrale termica solare di Cina. U prugettu Delingha 135 MW CSP cù una capacità installata più grande hà iniziatu a custruzzione. U so tempu di almacenamiento di energia pò ghjunghje sin'à 11 ore. L'investimentu tutale di u prugettu hè di 3.126 miliardi di yuan. Hè previstu di esse cunnessu ufficialmente à a reta prima di u 30 di settembre di u 2022, è pò generà circa 435 milioni di kWh di elettricità ogni annu.
Stazione CSP di Dunhuang
I tecnulugii di almacenamentu di l'energia fisica includenu l'almacenamiento d'energia di u volante, l'almacenamiento d'energia in u friddu, etc.
Supercapacitor: Limitatu da a so bassa densità di energia (riferite à quì sottu) è l'autodiscarica severa, hè attualmente utilizatu solu in una piccula gamma di ricuperazione di l'energia di u veiculu, rasatura di piccu istantanea è riempimentu di valle. L'applicazioni tipiche sò Shanghai Yangshan Deepwater Port, induve 23 gru anu un impattu significativu in a rete elettrica. Per riduce l'impattu di e gru nantu à a rete elettrica, un sistema di almacenamentu d'energia supercapacitor 3MW / 17.2KWh hè stallatu cum'è una fonte di salvezza, chì pò furnisce continuamente un suministru di l'electricità 20s.
Almacenamiento d'energia superconducente: omessa
Questu articulu classifica l'almacenamiento di energia elettrochimica cummerciale in e seguenti categurie:
Batterie piombo-acidu, piombo-carbone
a bateria di flussu
Batterie di ioni di metallu, cumprese batterie di lithium-ion, batterie di sodium-ion, etc.
Batterie rechargeable Metal-Sulphur/Oxygen/Air
lucca
Batterie di piombo-acidu è di piombo-carbonu: Cum'è una tecnulugia di almacenamentu di energia matura, e batterie di piombo-acidu sò largamente usate in startups di vitture, suminatu di salvezza di energia di salvezza per e centrali di stazioni di basa di cumunicazione, ecc. hè dopatu cù materiali di carbone, a bateria di piombo-carbonu pò migliurà efficacemente u prublema di scaricamentu eccessiva. Sicondu u rapportu annuale 2020 di Tianneng, u prughjettu di almacenamentu di energia di piombo-carbonu 12MW / 48MWh di State Grid Zhicheng (Jinling Substation) cumpletu da a cumpagnia hè a prima centrale super-grande di almacenamiento di energia di piombo-carbonu in a Pruvincia di Zhejiang è ancu in tuttu u paese.
Batteria di flussu: A bateria di flussu hè generalmente custituita di liquidu almacenatu in un cuntainer chì scorri attraversu l'elettrodi. A carica è u scaricamentu sò cumpletati attraversu a membrana di scambiu di ioni; riferite à a figura sottu.
Schema di a bateria di flussu
In a direzzione di a batteria più rappresentativa di flussu di vanadiu, u prughjettu Guodian Longyuan, 5MW / 10MWh, cumpletu da l'Istitutu Dalian di Fisica Chimica è Dalian Rongke Energy Storage, era u sistema di almacenamentu di energia di batteria di flussu di vanadiu più vastu in u mondu. mondu in quellu tempu, chì hè attualmente in custruzzione U sistema di almacenamentu d'energia di a bateria di flussu redox all-vanadium più grande righjunghji 200MW / 800MWh.
Batteria di ioni di metallu: a tecnulugia di almacenamentu di energia elettrochimica chì cresce più rapidamente è più utilizata. À mezu à elli, batterie di lithium-ion sò cumunamenti usati in l'elettronica di cunsumu, batterie di putenza, è altri campi, è e so applicazioni in u almacenamentu d'energia sò ancu in crescita. Cumpresi i prughjetti precedenti di Huawei in custruzzione chì utilizanu l'almacenamiento d'energia di batterie di lithium-ion, u più grande prughjettu di almacenamentu di energia di batterie di lithium-ion custruitu finu à avà hè a stazione di almacenamentu d'energia Moss Landing custituita da a Fase I 300MW/1200MWh è a Fase II 100MW/400MWh, un tutale di 400 MW / 1600 MWh.
Batterie di Litiu-Ion
A causa di a limitazione di a capacità di produzzione di lithium è u costu, rimpiazzà l'ioni di sodiu cù una densità energetica relativamente bassa, ma riserve abbundanti sò previste per riduce u prezzu hè diventata una strada di sviluppu per e batterie di lithium-ion. U so principiu è i materiali primari sò simili à e batterie di lithium-ion, ma ùn hè ancu industrializatu in grande scala. , u sistema di almacenamentu di l'energia di a bateria di sodiu-ioni messu in opera in i rapporti esistenti hà vistu solu una scala di 1MWh.
E batterie di ioni d'aluminiu anu e caratteristiche di alta capacità teorica è riserve abbundanti. Hè ancu una direzzione di ricerca per rimpiazzà e batterie di lithium-ion, ma ùn ci hè micca una strada di cummercializazione chjaru. Una sucietà indiana chì hè diventata populari recentemente hà annunziatu chì venderà a produzzione di batterie di ioni d'aluminiu l'annu prossimu è custruisce una unità di almacenamento di energia 10MW. Aspittemu è vedemu.
aspittà è vede
Batterie rechargeable di metallu-sulfuru / ossigenu / aria: cumprese lithium-sulphur, lithium-oxygen / air, sodium-sulphur, batterie rechargeable aluminium-air, etc., cù una densità d'energia più altu ch'è e batterie di ioni. L'attuale rappresentante di a cummercializazione hè batterie di sodiu-sulfuru. NGK hè attualmente u principale fornitore di sistemi di batterie di sodiu-sulfuru. L'enorme scala chì hè stata messa in funziunamentu hè un sistema di almacenamentu d'energia di bateria di sodiu-sulfuru 108MW / 648MWh in l'Emirati Arabi Uniti.
U almacenamentu di l'idrogenu, metanolu, etc.: L'energia di l'idrogenu hà i vantaghji eccezziunali di una alta densità d'energia, a pulizia è a prutezzione di l'ambiente è hè largamente cunsiderata cum'è una fonte d'energia ideale in u futuru. A strada di a pruduzzioni di l'idrogenu → u almacenamentu di l'idrogenu → a pila di combustibile hè digià in strada. Attualmente, più di 100 stazioni di rifornimentu di l'idrogenu sò state custruite in u mo paese, classendu trà i primi in u mondu, cumpresa a più grande stazione di rifornimentu di l'idrogenu in Pechino. In ogni casu, per via di e limitazioni di a tecnulugia di almacenamentu di l'idrogenu è u risicu di una splusione di l'idrogenu, l'almacenamiento indirettu di l'idrogenu rapprisintatu da metanolu pò ancu esse una strada essenziale per l'energia futura, cum'è a tecnulugia "liquid sunlight" di a squadra di Li Can in l'Istitutu Dalian. di Chimica, Accademia Cinese di Scienze.
Batterie primariu Metal-aria: rapprisintatu da batterie d'aluminiu-aria cù alta densità energetica teorica, ma ci hè pocu prugressu in a cummercializazione. Phinergy, una cumpagnia rapprisentativa citata in parechji rapporti, hà utilizatu batterie d'aluminiu-aria per i so veiculi. Mille miglia, a suluzione principale in u almacenamentu di l'energia hè batterie rechargeable zinc-air.
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