Проекты

1. Будущие тенденции

Исследования и разработки новых и возобновляемых источников энергии, а также поиск передовых методов повышения эффективности использования энергии стали основным вопросом глобальной озабоченности. Существует как потребность в энергосбережении и сокращении выбросов, так и потребность в росте энергетики для поддержки экономического развития, что требует энергичного развития индустрии хранения энергии.

Аналитический отчет показывает, что растущее потребление энергии, особенно значительное использование ископаемого топлива, такого как уголь и нефть, представляет серьезную угрозу для окружающей среды и глобального климата, создавая серьезную угрозу для цели устойчивого человеческого развития. Согласно прогнозам, основанным на существующих технологиях добычи невозобновляемой энергии и скорости непрерывного потребления этого ископаемого топлива днем и ночью, срок полезного использования угля, природного газа и нефти оценивается в 100-120 лет, 30-50 лет. лет и 18-30 лет соответственно. Очевидно, что самой большой проблемой и дилеммой, стоящей перед XXI веком, могут быть не война и еда, а энергетика.

19 января 2016 года Мировое энергетическое агентство объявило, что благодаря новым технологиям солнечных батарей и другим технологическим достижениям, способствующим снижению цен, стоимость аккумуляторного хранения энергии снизится на 70% в течение следующих 15 лет.

Хранение энергии само по себе не является новой технологией, но с промышленной точки зрения оно только что появилось и находится на ранних стадиях своего развития.

2. Нестабильность возобновляемой энергетики

Из-за влияния разного времени или климата солнечная и ветровая энергия не всегда вырабатывают электроэнергию, когда энергия наиболее необходима. Хранение энергии является незаменимой технологией для ускорения замены ископаемого топлива возобновляемыми источниками энергии. Пик потребления электроэнергии обычно приходится на летние дни и вечера, когда выработка солнечной энергии снижается, но температура не снижается. Когда люди возвращаются домой с работы, они начинают использовать электричество для охлаждения, приготовления пищи и работы других приборов.

3. Содействие развитию возобновляемой энергетики.

Технология систем хранения энергии играет решающую роль в обеспечении того, чтобы дома и предприятия могли использовать экологически чистую энергию, даже когда не светит солнце или не дует ветер.

Например, установленная мощность морской ветроэнергетики в Великобритании является крупнейшей в мире, а сбор энергии ветра и ее целенаправленное использование могут повысить ценность чистой энергии и потенциально снизить затраты за счет ее расширения. Каждый день британские национальные энергосистемы и мировые энергетики должны балансировать спрос и предложение. Когда целью является достижение нулевого уровня выбросов углерода, управление пиками и спадами становится более сложной задачей. Традиционно угольная выработка электроэнергии используется для регулирования в периоды пиковой нагрузки и спада, но аккумуляторные накопители энергии могут постепенно заменить некоторые угольные пиковые генераторы. По оценкам правительства Великобритании, такие технологии, как системы хранения энергии, поддерживающие интеграцию большего количества низкоуглеродной электроэнергии, тепловой энергии и коммуникационных технологий, могут сэкономить до 40 миллиардов фунтов стерлингов (48 миллиардов долларов США) для энергетической системы Великобритании к 2050 году, в конечном итоге сократив энергетические затраты людей.

Как с точки зрения эксплуатации, так и с точки зрения стабильного энергоснабжения, технология хранения энергии может способствовать дальнейшему развитию возобновляемых источников энергии и стимулировать постоянное развитие и переход коммунальных предприятий на возобновляемые источники энергии.

4. Обеспечение энергетической стабильности

Будущая энергетическая система будет диверсифицированной энергетической системой, состоящей в основном из новой энергии и различных форм энергии. Нестабильность и прерывистость ветровой и фотоэлектрической генерации определяют, что гибкость станет важным компонентом новых энергетических систем. С технической точки зрения хранение энергии может точно удовлетворить требования гибкости новых энергетических систем. Поэтому технологический путь достижения широкомасштабного доступа к возобновляемым источникам энергии с помощью технологий хранения энергии и содействия низкоуглеродной трансформации энергетики очень ожидаем в отрасли.

4.1 Уменьшить скорость ветра и оставить свет

Установленная мощность ветровых и фотоэлектрических электростанций за последние годы значительно возросла. Однако из-за случайности и антипикового характера выработки ветровой и солнечной энергии большое количество сетевых подключений будет иметь сильное влияние на существующую энергосистему, что затрудняет регулировку пикового напряжения и частоты основной сети. , что приводит к серьезным явлениям «ограничения ветра» и «ограничения солнечной активности». В то же время это увеличивает риск безопасной и стабильной работы электросети. В случае ограниченной мощности местных установок пикового сглаживания и регулирования частоты развитие ветровых и солнечных электростанций столкнулось с узкими местами. Большинство регионов с обильными ресурсами возобновляемой энергии имеют относительно низкую нагрузку на электроэнергию, и большое количество новой энергии не может потребляться на местном уровне. Без полностью встроенной внешней трансмиссиисети, количество «ветровой» и «солнечной» электроэнергии будет потрачено зря. Хранение новых источников энергии, которые не могут быть подключены к сети, эквивалентно получению электроэнергии с нулевыми затратами. Пока цена на электроэнергию в сети превышает долю стоимости единицы хранения энергии и основных инвестиций, а накопленная энергия потребляется разумным образом, предприятия могут получать прибыль от хранения «ветровой» и «солнечной» энергии.

5. Преимущества хранения электроэнергии

Любая энергосистема должна соответствовать производству и потреблению, которые со временем претерпят значительные изменения. Любая комбинация накопления энергии и реагирования на спрос имеет следующие преимущества:

5.1 Электростанции, работающие на топливе (т.е. угле, нефти, природном газе, ядерной энергии), могут работать более эффективно и легко при постоянном уровне производства.

5.2Электричество, вырабатываемое из непостоянных источников, может храниться и использоваться в дальнейшем, в противном случае оно должно быть передано в другие места для продажи или отключения.

5.3 Пиковую мощность генерации или передачи можно уменьшить, добавив общий потенциал всех хранилищ к нагрузке с задержкой, тем самым сэкономив стоимость этой мощности.

5.4 Более стабильное ценообразование. Стоимость хранения или управления спросом включена в ценообразование, поэтому цены на электроэнергию, взимаемые с потребителей, варьируются меньше или (если цены остаются юридически стабильными) потери, причиняемые коммунальным предприятиям из-за дорогостоящей оптовой продажи в пиковые периоды, будут меньшими. Импортируемая оптовая электроэнергия должна соответствовать ценам на электроэнергию во время пикового спроса.

Готовность к чрезвычайным ситуациям. Даже без передачи или производства электроэнергии важные потребности могут быть надежно удовлетворены, откладывая при этом второстепенные потребности.

5.5 Энергия солнечной, приливной и ветровой энергии естественным образом варьируется – количество вырабатываемой электроэнергии варьируется в зависимости от случайных факторов, таких как время, лунная фаза, время года и погода в течение дня. Поэтому нехватка запасаемой возобновляемой энергии создает особые проблемы для энергетических компаний. Хотя соединение множества отдельных источников ветра может уменьшить общие изменения, вполне вероятно, что солнечную энергию нельзя использовать ночью, а энергия приливов движется вместе с Луной, что приводит к четырем приливным ослаблениям в день.

Насколько это влияет на ту или иную утилиту. В период пикового летнего потребления электроэнергии обычно можно поглощать больше солнечной энергии и сопоставлять ее со спросом. В зимние часы пик ветер в меньшей степени связан с потребностью в отоплении и может использоваться для удовлетворения этой потребности. Исходя из этих факторов, источники прерывистой энергии, подключенные к сети (например, солнечные и ветряные турбины), которые превышают от 20% до 40% общего объема производства электроэнергии, часто требуют инвестиций в межсетевое соединение, хранение энергии в сети или управление спросом.

В энергосистеме без накопителей энергии выработка электроэнергии, основанная на энергии, хранящейся в видах топлива (уголь, биомасса, природный газ, ядерная энергия), должна увеличиваться и уменьшаться пропорционально, чтобы адаптироваться к подъему и падению прерывистых источников производства электроэнергии. Гидроэлектростанции и электростанции, работающие на природном газе, могут быстро расширяться или уменьшаться в размерах, чтобы не отставать от ветра, тогда как угольным и атомным электростанциям требуется много времени для реагирования на нагрузки. Таким образом, коммунальные предприятия с меньшим объемом выработки природного газа или гидроэлектроэнергии больше полагаются на управление спросом, объединение сетей или дорогостоящие гидроаккумулирующие системы.