Mis pakub pikaajalist energia salvestamist?
Kuna taastuvenergia integreerimine elektrivõrku suurendab säästvatest ja vähese süsinikuheitega energiaallikatest tootmist, suurendab see dramaatiliselt nõudlust energia salvestamise järele erinevas ulatuses, et tagada usaldusväärne elektrivarustus, võrgu turvalisus ja kulude vähendamine. See artikkel süveneb erinevatesse pikaajalistesse energia salvestamise süsteemidesse/vormidesse, analüüsides nende plusse ja miinuseid ning hinnates ärilist tasuvust.
1. Mis on pikaajaline energia salvestamine?
Pikaajaline energia salvestamine (LTES), tuntud ka kui pikaajaline energia salvestamine (LDES), on energiasalvestussüsteem, mis suudab tavapäraste energiasalvestussüsteemide põhjal saavutada laadimis- ja tühjendustsükleid päevade, kuude ja isegi aastaaegade jooksul, võimaldades taastuvatest energiaallikatest toodetud elektrienergiat kasutada madala tootmise korral. Erinevad vormid, sealhulgas keemiline, termiline, mehaaniline või elektrokeemiline.
Energiakogukonnas puudub pikaajalise energia salvestamise (LDES) ühtne definitsioon. Üldiselt arvatakse, et pikaajalise salvestamise määratlus hõlmab 8–12-tunnist vahemikku. Võrreldes LDESiga on lühiajaline salvestamine (SDS) tehnoloogia, mille kestus on 4 tundi või vähem.
2. Miks me vajame pikaajalist energia salvestamist?
28. aprillil 2025 tabas Hispaaniat ja Portugali ligi 20 aasta rängim üleriigiline elektrikatkestus. 50 miljonit inimest jäi pimedusse, liiklus oli halvatud ja arstiabi oli peatatud. Ligi 20-tunnine elektrikatkestus mitte ainult ei paljastanud Hispaania energiasiirde sügavalt juurdunud vastuolusid, vaid andis ka märku taastuvenergia ülemaailmsest arengust.
See elektrikatkestus on tehniliste rikete, taastuvenergia suure osakaalu ja äärmuslike ilmastikutingimuste koosmõju tulemus. Hispaania elektrivõrgu haavatavused, nagu ebapiisav energia salvestamine ja nõrk ühendus, on kõrgete temperatuuride ja taastuvenergia kõikumiste tõttu täielikult ilmsiks tulnud.
Energia salvestamise pikemaajaline kestus on vajalik, et ületada lüngad, mis tekivad taastuvenergia toodangu kõikumise korral ilmastikutingimuste või muude häirete tõttu. Samal ajal muudab dekarboniseerimise püüdlus pikaajalise salvestamise hädavajalikuks. Kuna päikese- ja tuuleenergia on uute elektriprojektide (70% USA-st 2024. aastaks) juhtiv osa, koormavad nende kõikumised võrke. See on selgelt näha suure läbilaskvusega piirkondades nagu USA, Saksamaa ja Lõuna-Austraalia. Austraalia tunnistab vajadust,toetuste piiramine ladustamisele, mis kestab 4+ tundi lapsendamise edendamiseks.
3. Mis tagab pikaajalise energia salvestamise?
Põhimõtteliselt on olemas 10 tüüpi energia salvestamise tehnoloogiaid: gravitatsioonienergia salvestamine, superkondensaatorid, vesinikenergia salvestamine, hooratta energia salvestamine, vooluakud, suruõhu energia salvestamine, pliiakud, liitiumioonakud ja pump-hüdroelektrienergia.
Siin oleme kokku kogunud kõige lootustandvamad pikaajalise energia salvestamise tüübid, ilma kindla järjekorrata.
3.1 Pumphüdroelektrijaamad
Pumphüdroelektrijaamad on praegu kõige olulisem pikaajaline energia salvestamise viis, mille puhul vesi pumbatakse madala nõudluse ajal kõrgemale ja vabastatakse elektri tootmiseks nõudluse tipu ajal. Üldine efektiivsus on 70–85%. Ehitusperiood on aga umbes 6–8 aastat ja seda piiravad oluliselt geograafilised tingimused.
3.2 Vesinikenergia salvestamine
Võrreldes teiste energia salvestamise meetoditega on vesinikenergia salvestamisel silmapaistvad eelised energia, aja ja ruumi osas ning see mängib olulist rolli pikaajalises energia salvestamises. Elektrienergia tarbimise tipptunnivälisel perioodil saab uue energia ülejääki kasutada vee elektrolüüsimiseks vesiniku tootmiseks, mida saab säilitada või kasutada järgtööstuses. Elektrienergia tarbimise tipptunnil saab salvestatud vesinikenergiat kasutada elektri tootmiseks kütuseelementide abil ja ühendada selle avalikku elektrivõrku.
Vesinikenergia salvestamise tehnoloogiat peetakse väga paljutõotavaks uueks suuremahuliseks energia salvestamise tehnoloogiaks, mis sobib äärmiselt lühikeste või äärmiselt pikkade energia salvestamise perioodide tehniliste meetodite jaoks. Sarnaselt keemiliste akude energia salvestamisega on vesinikenergia salvestamise tehnoloogial vähene sõltuvus väliskeskkonnast, see on mugav projekti asukoha valikul ja sellel on väike keskkonnamõju. Võrreldes teiste energia salvestamise tehnoloogiatega on selle energia muundamise efektiivsus aga suhteliselt madal, maksumus on kõrge ja kaubandusliku rakendamise kõigis aspektides on endiselt palju kitsaskohti.
3.3 Täiustatud aku hoiustamine
Täiustatud akusalvestuslahendused – sealhulgas liitiumioon-, tahkis- ja voolutehnoloogiad – kasutavad elektrokeemilisi protsesse, et absorbeerida üleliigset energiat keemilise muundamise teel tootmistipphetkedel, pöörates hiljem reaktsiooni tagasi ja tühjendades elektrit vastavalt vajadusele. Need süsteemid pakuvad puhta energia üleminekuks kriitilist töökindlust, saavutades eelkõige >90% edasi-tagasi efektiivsuse, mis säilitab väärtusliku taastuvenergia toodangu korduvate tsüklite jooksul. Nende modulaarne arhitektuur võimaldab sujuvat skaleerimist kodumajapidamiste paigaldustest kuni sadade megavattide suuruste võrguprojektideni, samas kui nädalates, mitte aastates mõõdetavad juurutamise ajakavad pakuvad olulist paindlikkust päikese- ja tuuleenergia kiireneva kasutuselevõtu kontekstis. Koos loovad need omadused elektrokeemilise salvestamise tehniliselt paremaks lahenduseks lühiajaliste võrgu tasakaalustamise vajaduste jaoks.
2030. aastaks võivad langevad akuhinnad muuta BESS kuni 10-tunnise kestusega on need kulutõhusamad kui pumpelektrijaamad, mis muudab investorite eelistusi. Nende reageerimisvõime täiendab suurepäraselt vahelduvat päikese-/tuuleenergia tootmist, muutes need hädavajalikuks sageduse reguleerimiseks ja päevasiseseks tasakaalustamiseks. Praegu aga väheneb majanduslik teostatavus järsult pärast 12-tunnist kestust, kus alternatiivid, nagu pumphüdroelektrijaam või vooluakud, muutuvad üha konkurentsivõimelisemaks.
Võtke meiega ühendust et saada lisateavet BESS-lahenduste täiustamise kohta.
4. Energia salvestamise kestuse väärtus ja turumehhanismidega seotud väljakutsed
Turu- ja väärtusmehhanismide osas on mõned energiasalvestussüsteemid praegu seotud tipptundide abiteenustega, sealhulgas kasutajapoolsete teenuste ja tipptundide-oru elektrihindadega. Keskpikas ja pikas perspektiivis on suurte sõltumatute energiasalvestussüsteemide puhul kõige olulisem tegur elektrienergia hetketuru hinnaerinevus.
Kui suur on tulevikus nõudlus pikaajalise energia salvestamise järele? See on seotud iga riigi suuruse ja taastuvenergia osakaaluga. Hiljutine uuring näitab, et suure territooriumiga riikides on elektrivõrgu jaotamiseks rohkem ruumi ja seega pole pikaajalise energia salvestamise nõudlus nii suur. Kui tuuleenergia osakaal süsteemis on suurem, võib pikaajalise energia salvestamise nõudlus olla paremini kontrollitav. Allikas-võrk-koormus-salvestussüsteemi puhul on pikaajalise energia salvestamise väärtus silmapaistvam, kuna see aitab väikesemahulistel süsteemidel saavutada tõelist isetootmist ja -tarbimist ning elektrienergia maksumust ja rohelist väärtust saab selgemini demonstreerida.
5. KKK
K1: Mis on pikaajaline energia salvestamine?
V: Energiakogukonnas puudub pikaajalise energia salvestamise ühtne definitsioon. Üldiselt arvatakse, et pikaajalise salvestamise määratlus hõlmab 8–12-tunnist vahemikku. Võrreldes LDES-iga on lühiajaline salvestamine (SDS) tehnoloogia, mille kestus on 4 tundi või vähem.
K2: Milline on parim pikaajaline energia salvestamine?
V: Energy Digitali andmetel on kümme parimat energiasalvestustehnoloogiat gravitatsioonienergia salvestamine, vesinikenergia salvestamine, hooratta energia salvestamine, vooluakud, suruõhu energia salvestamine, soojusenergia salvestamine, pliiakud, liitiumioonakud ja pump-hüdroelektrienergia.
K3: Milline on kõige tõhusam energia salvestamise viis?
V: Liitiumioonakud on endiselt domineeriv energia salvestamise viis, mida kasutatakse laialdaselt elektriautodes, tarbeelektroonikas ja võrgurakendustes. Juhtivad ettevõtted: BYD, Panasonic, CATL, Piloot.
