Home / Blog / Pengetahuan Baterai / Ikhtisar penyimpanan energi komersial

Ikhtisar penyimpanan energi komersial

08 Jan, 2022

By hoppt

penyimpanan energi

Energi terbarukan adalah bagian penting dari rencana jangka panjang untuk netralitas karbon. Terlepas dari fusi nuklir yang terkendali, penambangan luar angkasa, dan pengembangan sumber daya tenaga air skala besar yang matang yang tidak memiliki rute komersial dalam jangka pendek, energi angin, dan energi matahari saat ini merupakan sumber energi terbarukan yang paling menjanjikan. Namun, mereka dibatasi oleh angin dan sumber cahaya. Penyimpanan energi akan menjadi bagian penting dari pemanfaatan energi di masa depan. Artikel ini dan artikel selanjutnya akan mencakup teknologi penyimpanan energi komersial skala besar, terutama berfokus pada kasus implementasi.

Dalam beberapa tahun terakhir, pembangunan cepat sistem penyimpanan energi telah membuat beberapa data masa lalu tidak lagi membantu, seperti "penyimpanan energi udara terkompresi peringkat kedua dengan total kapasitas terpasang 440MW, dan baterai natrium-sulfur peringkat ketiga, dengan skala kapasitas total. dari 440 MW. 316MW" dll. Selain itu, berita bahwa Huawei telah menandatangani proyek penyimpanan energi "terbesar" di dunia dengan 1300MWh sangat luar biasa. Namun, menurut data yang ada, 1300MWh bukanlah proyek penyimpanan energi paling signifikan secara global. Proyek penyimpanan energi terbesar di pusat milik penyimpanan yang dipompa. Untuk teknologi penyimpanan energi fisik seperti penyimpanan energi garam, dalam hal penyimpanan energi elektrokimia, 1300MWh bukanlah proyek yang paling signifikan (mungkin juga masalah kaliber statistik). Saat ini kapasitas Moss Landing Energy Storage Center telah mencapai 1600MWh (termasuk 1200MWh pada tahap kedua, 400MWh pada tahap kedua). Namun, masuknya Huawei telah menyoroti industri penyimpanan energi di atas panggung.

Saat ini, teknologi penyimpanan energi komersial dan potensial dapat diklasifikasikan menjadi penyimpanan energi mekanik, penyimpanan energi panas, penyimpanan energi listrik, penyimpanan energi kimia, dan penyimpanan energi elektrokimia. Fisika dan kimia pada dasarnya sama, jadi mari kita klasifikasikan menurut pemikiran para pendahulu kita untuk saat ini.

  1. Penyimpanan energi mekanik / penyimpanan termal dan penyimpanan dingin

Penyimpanan yang dipompa:

Ada dua reservoir atas dan bawah, memompa air ke reservoir atas selama penyimpanan energi dan mengalirkan air ke reservoir bawah selama pembangkit listrik. Teknologinya sudah matang. Pada akhir tahun 2020, kapasitas terpasang global dari kapasitas penyimpanan yang dipompa adalah 159 juta kilowatt, yang merupakan 94% dari total kapasitas penyimpanan energi. Saat ini, negara saya telah mengoperasikan total 32.49 juta kilowatt pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa; skala penuh pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa yang sedang dibangun adalah 55.13 juta kilowatt. Skala baik yang dibangun maupun yang sedang dibangun menempati urutan pertama di dunia. Kapasitas terpasang pembangkit listrik penyimpanan energi dapat mencapai ribuan MW, pembangkit listrik tahunan dapat mencapai beberapa miliar kWh, dan kecepatan start hitam dapat mencapai beberapa menit. Saat ini, pembangkit listrik penyimpanan energi terbesar yang beroperasi di Cina, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, memiliki kapasitas terpasang 3.6 juta kilowatt dan kapasitas pembangkit listrik tahunan sebesar 6.6 miliar kWh (yang dapat menyerap 8.8 miliar kWh kelebihan daya, dengan efisiensi sekitar 75%). Waktu mulai hitam 3-5 menit. Meskipun penyimpanan yang dipompa umumnya dianggap memiliki kelemahan dari pemilihan lokasi yang terbatas, siklus investasi yang panjang, dan investasi yang signifikan, itu masih merupakan teknologi yang paling matang, operasi yang paling aman, dan sarana penyimpanan energi dengan biaya terendah. Administrasi Energi Nasional telah merilis Rencana Pembangunan Jangka Menengah dan Panjang untuk Pumped Storage (2021-2035).

Pada tahun 2025, total skala produksi penyimpanan yang dipompa akan lebih dari 62 juta kilowatt; pada tahun 2030, skala produksi penuh akan menjadi sekitar 120 juta kilowatt; pada tahun 2035, industri pumped storage modern yang memenuhi kebutuhan pengembangan energi baru dengan proporsi tinggi dan skala besar akan terbentuk.

Pembangkit Listrik Penyimpanan Hebei Fengning - Reservoir Bawah

Penyimpanan energi udara terkompresi:

Ketika beban listrik rendah, udara dikompresi dan disimpan oleh listrik (biasanya disimpan di gua garam bawah tanah, gua alam, dll.). Ketika konsumsi listrik memuncak, udara bertekanan tinggi dilepaskan untuk menggerakkan generator menghasilkan listrik.

penyimpanan energi udara terkompresi

Penyimpanan energi udara terkompresi umumnya dianggap sebagai teknologi paling cocok kedua untuk penyimpanan energi skala besar skala GW setelah penyimpanan yang dipompa. Namun, itu dibatasi oleh kondisi pemilihan lokasi yang lebih ketat, biaya investasi yang tinggi, dan efisiensi penyimpanan energi daripada penyimpanan yang dipompa. Rendah, kemajuan komersial penyimpanan energi udara terkompresi lambat. Hingga September tahun ini (2021), proyek penyimpanan energi udara terkompresi skala besar pertama di negara saya - Proyek Demonstrasi Uji Nasional Penyimpanan Energi Udara Terkompresi Gua Jintan Jiangsu Jintan, baru saja terhubung ke jaringan listrik. Kapasitas terpasang proyek tahap pertama adalah 60MW, dan efisiensi konversi daya sekitar 60%; skala konstruksi jangka panjang proyek akan mencapai 1000MW. Pada Oktober 2021, sistem penyimpanan energi udara terkompresi canggih 10 MW pertama yang dikembangkan secara independen oleh negara saya terhubung ke jaringan listrik di Bijie, Guizhou. Dapat dikatakan bahwa jalan komersial penyimpanan energi udara kompak baru saja dimulai, tetapi masa depan menjanjikan.

Proyek penyimpanan energi udara terkompresi Jintan.

Penyimpanan energi garam cair:

Penyimpanan energi garam cair, umumnya dikombinasikan dengan pembangkit listrik panas matahari, memusatkan sinar matahari dan menyimpan panas dalam garam cair. Saat menghasilkan listrik, panas garam cair digunakan untuk menghasilkan listrik, dan sebagian besar menghasilkan uap untuk menggerakkan generator turbin.

penyimpanan panas garam cair

Mereka meneriakkan Hi-Tech Dunhuang 100MW menara garam cair pembangkit listrik termal surya di pembangkit listrik tenaga surya terbesar di China. Proyek CSP Delingha 135 MW dengan kapasitas terpasang lebih besar telah mulai dibangun. Waktu penyimpanan energinya bisa mencapai 11 jam. Total investasi proyek ini adalah 3.126 miliar yuan. Direncanakan secara resmi terhubung ke jaringan sebelum 30 September 2022, dan dapat menghasilkan sekitar 435 juta kWh listrik setiap tahun.

Stasiun CSP Dunhuang

Teknologi penyimpanan energi fisik termasuk penyimpanan energi roda gila, penyimpanan energi penyimpanan dingin, dll.

  1. Penyimpanan energi listrik:

Superkapasitor: Dibatasi oleh kepadatan energi yang rendah (lihat di bawah) dan self-discharge yang parah, saat ini hanya digunakan dalam kisaran kecil pemulihan energi kendaraan, pencukuran puncak seketika, dan pengisian lembah. Aplikasi yang umum adalah Pelabuhan Air Dalam Yangshan Shanghai, di mana 23 derek berdampak signifikan pada jaringan listrik. Untuk mengurangi dampak derek pada jaringan listrik, sistem penyimpanan energi superkapasitor 3MW/17.2KWh dipasang sebagai sumber cadangan, yang dapat terus menyediakan pasokan listrik selama 20 detik.

Penyimpanan energi superkonduktor: dihilangkan

  1. Penyimpanan energi elektrokimia:

Artikel ini mengklasifikasikan penyimpanan energi elektrokimia komersial ke dalam kategori berikut:

Baterai timbal-asam, timbal-karbon

baterai mengalir

Baterai metal-ion, termasuk baterai lithium-ion, baterai sodium-ion, dll.

Baterai Isi Ulang Logam-Belerang/Oksigen/Udara

lain

Baterai timbal-asam dan timbal-karbon: Sebagai teknologi penyimpanan energi yang matang, baterai timbal-asam banyak digunakan dalam startup mobil, catu daya cadangan untuk pembangkit listrik stasiun pangkalan komunikasi, dll. Setelah elektroda negatif Pb dari baterai timbal-asam didoping dengan bahan karbon, baterai timbal-karbon dapat secara efektif memperbaiki masalah over-discharge. Menurut laporan tahunan Tianneng 2020, proyek penyimpanan energi timbal-karbon 12MW/48MWh State Grid Zhicheng (Ginduk Jinling) XNUMXMW/XNUMXMWh yang diselesaikan oleh perusahaan adalah pembangkit listrik penyimpanan energi timbal-karbon super besar pertama di Provinsi Zhejiang dan bahkan di seluruh negeri.

Baterai aliran: Baterai aliran biasanya terdiri dari cairan yang disimpan dalam wadah yang mengalir melalui elektroda. Pengisian dan pelepasan diselesaikan melalui membran pertukaran ion; lihat gambar di bawah ini.

Skema baterai aliran

Ke arah baterai aliran semua vanadium yang lebih representatif, proyek Guodian Longyuan, 5MW/10MWh, yang diselesaikan oleh Institut Fisika Kimia Dalian dan Penyimpanan Energi Dalian Rongke, adalah sistem penyimpanan energi baterai aliran semua-vanadium yang paling luas di dunia. dunia pada waktu itu, yang saat ini sedang dibangun Sistem penyimpanan energi baterai aliran redoks all-vanadium skala besar mencapai 200MW/800MWh.

Baterai ion logam: teknologi penyimpanan energi elektrokimia yang tumbuh paling cepat dan paling banyak digunakan. Di antara mereka, baterai lithium-ion umumnya digunakan dalam elektronik konsumen, baterai listrik, dan bidang lainnya, dan aplikasinya dalam penyimpanan energi juga meningkat. Termasuk proyek Huawei sebelumnya yang sedang dibangun yang menggunakan penyimpanan energi baterai lithium-ion, proyek penyimpanan energi baterai lithium-ion terbesar yang dibangun sejauh ini adalah stasiun penyimpanan energi Moss Landing yang terdiri dari Fase I 300MW/1200MWh dan Fase II 100MW/400MWh, a total 400MW/1600MWh.

Baterai ion lithium

Karena keterbatasan kapasitas dan biaya produksi lithium, penggantian ion natrium dengan kepadatan energi yang relatif rendah tetapi cadangan yang melimpah diharapkan dapat mengurangi harga telah menjadi jalur pengembangan baterai lithium-ion. Prinsip dan bahan utamanya mirip dengan baterai lithium-ion, tetapi belum diindustrialisasi secara besar-besaran. , sistem penyimpanan energi baterai natrium-ion yang dioperasikan dalam laporan yang ada hanya melihat skala 1MWh.

Baterai aluminium-ion memiliki karakteristik kapasitas teoritis yang tinggi dan cadangan yang melimpah. Ini juga merupakan arah penelitian untuk mengganti baterai lithium-ion, tetapi tidak ada rute komersialisasi yang jelas. Sebuah perusahaan India yang telah menjadi populer baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka akan mengkomersialkan produksi baterai aluminium-ion tahun depan dan akan membangun unit penyimpanan energi 10MW. Mari kita tunggu dan lihat.

tunggu dan lihat

Baterai logam-sulfur/oksigen/udara yang dapat diisi ulang: termasuk lithium-sulfur, lithium-oksigen/udara, natrium-sulfur, baterai aluminium-udara yang dapat diisi ulang, dll., dengan kepadatan energi yang lebih tinggi daripada baterai ion. Perwakilan komersialisasi saat ini adalah baterai natrium-sulfur. NGK saat ini merupakan pemasok terkemuka sistem baterai natrium-sulfur. Skala besar yang telah dioperasikan adalah sistem penyimpanan energi baterai natrium-sulfur 108MW/648MWh di Uni Emirat Arab.

  1. Penyimpanan energi kimia: Beberapa dekade yang lalu, Schrödinger menulis bahwa kehidupan bergantung pada perolehan entropi negatif. Tetapi jika Anda tidak bergantung pada energi eksternal, entropi akan meningkat, jadi kehidupan harus mengambil alih. Kehidupan menemukan jalannya, dan untuk menyimpan energi, tanaman mengubah energi matahari menjadi energi kimia dalam bahan organik melalui fotosintesis. Penyimpanan energi kimia telah menjadi pilihan alami sejak awal. Penyimpanan energi kimia telah menjadi metode penyimpanan energi yang kuat bagi manusia sejak itu membuat volt menjadi tumpukan listrik. Namun, pemanfaatan komersial penyimpanan energi skala besar baru saja dimulai.

Penyimpanan hidrogen, metanol, dll.: Energi hidrogen memiliki keunggulan luar biasa dari kepadatan energi yang tinggi, kebersihan, dan perlindungan lingkungan dan secara luas dianggap sebagai sumber energi yang ideal di masa depan. Rute produksi hidrogen→penyimpanan hidrogen→sel bahan bakar sudah dalam perjalanan. Saat ini, lebih dari 100 stasiun pengisian bahan bakar hidrogen telah dibangun di negara saya, termasuk yang teratas di dunia, termasuk stasiun pengisian bahan bakar hidrogen terbesar di dunia di Beijing. Namun, karena keterbatasan teknologi penyimpanan hidrogen dan risiko ledakan hidrogen, penyimpanan hidrogen tidak langsung yang diwakili oleh metanol juga dapat menjadi jalur penting untuk energi masa depan, seperti teknologi "cahaya sinar matahari" dari tim Li Can di Institut Dalian. Kimia, Akademi Ilmu Pengetahuan Cina.

Baterai primer logam-udara: diwakili oleh baterai aluminium-udara dengan kepadatan energi teoretis tinggi, tetapi ada sedikit kemajuan dalam komersialisasi. Phinergy, perusahaan perwakilan yang disebutkan dalam banyak laporan, menggunakan baterai aluminium-udara untuk kendaraannya. Seribu mil, solusi terdepan dalam penyimpanan energi adalah baterai seng-udara yang dapat diisi ulang.

tutup_putih
menutup penjualan

Tulis pertanyaan di sini

membalas dalam waktu 6 jam, pertanyaan dipersilakan!