סקירה כללית של הפיתוח והיישום של תעשיית אגירת האנרגיה.
1. מבוא לטכנולוגיית אגירת אנרגיה.
אגירת אנרגיה היא אגירת אנרגיה. זה מתייחס לטכנולוגיות הממירות צורה אחת של אנרגיה לצורה יציבה יותר ואוגרות אותה. לאחר מכן הם משחררים אותו בצורה ספציפית בעת הצורך. עקרונות שונים של אגירת אנרגיה מחלקים אותו ל-3 סוגים: מכני, אלקטרומגנטי ואלקטרוכימי. לכל סוג אגירת אנרגיה יש טווח כוח משלו, תכונות ושימושים משלו.
| סוג אגירת אנרגיה | כוח מדורג | אנרגיה מדורגת | מאפיינים | אירועי יישום | |
| מֵכָנִי אחסון אנרגיה | 抽水 储能 | 100-2,000MW | 4-10 שעות | טכנולוגיה בוגרת בקנה מידה גדול; תגובה איטית, דורשת משאבים גיאוגרפיים | ויסות עומסים, בקרת תדרים וגיבוי מערכת, בקרת יציבות רשת. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20 שעות | טכנולוגיה בוגרת בקנה מידה גדול; תגובה איטית, צורך במשאבים גיאוגרפיים. | גילוח שיא, גיבוי מערכת, בקרת יציבות רשת | |
| 飞轮 储能 | קילוואט-30 מגה וואט | 15-30 דקה | הספק ספציפי גבוה, עלות גבוהה, רמת רעש גבוהה | בקרה ארעית/דינמית, בקרת תדרים, בקרת מתח, UPS ואחסון אנרגיית סוללה. | |
| אלקטרומגנטי אחסון אנרגיה | 超导 储能 | קילוואט-1 מגה וואט | 2 שניות-5 דקות | תגובה מהירה, כוח ספציפי גבוה; עלות גבוהה, תחזוקה קשה | בקרה ארעית/דינמית, בקרת תדרים, בקרת איכות חשמל, UPS ואחסון אנרגיית סוללה |
| 超级 电容 | קילוואט-1 מגה וואט | 1-30 שניות | תגובה מהירה, כוח ספציפי גבוה; עלות גבוהה | בקרת איכות חשמל, UPS ואחסון אנרגיה מהסוללה | |
| אלקטרוכימי אחסון אנרגיה | 铅酸 电池 | קילוואט-50 מגה וואט | דקה-3 h | טכנולוגיה בוגרת, עלות נמוכה; תוחלת חיים קצרה, דאגות להגנת הסביבה | גיבוי תחנת כוח, התנעה שחורה, UPS, מאזן אנרגיה |
| 液流 电池 | קילוואט-100 מגה וואט | 1-20 שעות | מחזורי סוללה רבים כוללים טעינה ופריקה עמוקה. קל לשלב אותם, אבל יש להם צפיפות אנרגיה נמוכה | זה מכסה את איכות החשמל. זה מכסה גם כוח גיבוי. זה מכסה גם גילוח שיא ומילוי עמק. זה מכסה גם ניהול אנרגיה ואחסון אנרגיה מתחדשת. | |
| 钠硫 电池 | 1kW-100MW | שעות | אנרגיה ספציפית גבוהה, עלות גבוהה, בעיות בטיחות תפעוליות דורשות שיפור. | איכות חשמל היא רעיון אחד. ספק כוח גיבוי הוא אחר. לאחר מכן, יש גילוח שיא ומילוי עמק. ניהול אנרגיה הוא אחר. לבסוף, יש אחסון אנרגיה מתחדשת. | |
| 锂离子 电池 | קילוואט-100 מגה וואט | שעות | אנרגיה ספציפית גבוהה, העלות יורדת ככל שהעלות של סוללות ליתיום-יון יורדת | בקרה ארעית/דינמית, בקרת תדרים, בקרת מתח, UPS ואחסון אנרגיית סוללה. | |
יש לזה יתרונות. אלה כוללים פחות השפעה מגיאוגרפיה. יש להם גם זמן בנייה קצר וצפיפות אנרגיה גבוהה. כתוצאה מכך, ניתן להשתמש באחסון אנרגיה אלקטרוכימי בצורה גמישה. זה עובד במצבים רבים של אחסון חשמל. זוהי הטכנולוגיה לאגירת כוח. יש לו את מגוון השימושים הרחב ביותר ואת הפוטנציאל הגדול ביותר לפיתוח. העיקריות שבהן הן סוללות ליתיום-יון. הם משמשים בתרחישים מדקות עד שעות.
2. תרחישי יישום אחסון אנרגיה
לאחסון אנרגיה יש שפע של תרחישי יישום במערכת החשמל. לאחסון אנרגיה יש 3 שימושים עיקריים: ייצור חשמל, רשת ומשתמשים. הם:
ייצור חשמל חדש שונה מסוגים מסורתיים. הוא מושפע מתנאים טבעיים. אלה כוללים אור וטמפרטורה. תפוקת החשמל משתנה לפי עונה ויום. התאמת הכוח לביקוש היא בלתי אפשרית. זהו מקור כוח לא יציב. כאשר הקיבולת המותקנת או פרופורציית ייצור החשמל מגיעים לרמה מסוימת. זה ישפיע על יציבות רשת החשמל. כדי לשמור על מערכת החשמל בטוחה ויציבה, מערכת האנרגיה החדשה תשתמש במוצרי אחסון אנרגיה. הם יתחברו מחדש לרשת כדי להחליק את תפוקת החשמל. זה יקטין את ההשפעה של כוח אנרגיה חדש. זה כולל כוח פוטו וולטאי ורוח. הם לסירוגין ונדיפים. זה גם יטפל בבעיות צריכת חשמל, כמו נטישת רוח ואור.
עיצוב ובנייה מסורתיים של רשת פועלים לפי שיטת העומס המקסימלי. הם עושים זאת בצד הרשת. זה המקרה בעת בניית רשת חדשה או הוספת קיבולת. הציוד חייב להתחשב בעומס המרבי. זה יוביל לעלויות גבוהות ולשימוש נמוך בנכסים. העלייה של אגירת אנרגיה בצד הרשת יכולה לשבור את שיטת העומס המרבי המקורית. בעת יצירת רשת חדשה או הרחבת רשת ישנה, זה יכול להפחית את הגודש ברשת. זה גם מקדם הרחבת ושדרוג ציוד. זה חוסך בעלויות ההשקעה ברשת ומשפר את השימוש בנכסים. אחסון אנרגיה משתמש במיכלים כמוביל העיקרי. הוא משמש בצדי ייצור החשמל והרשת. זה מיועד בעיקר ליישומים עם הספק של יותר מ-30 קילוואט. הם צריכים קיבולת מוצר גבוהה יותר.
מערכות אנרגיה חדשות בצד המשתמש משמשות בעיקר לייצור ואגירת חשמל. זה מקצץ בעלויות החשמל ומשתמש באחסון אנרגיה כדי לייצב את החשמל. במקביל, משתמשים יכולים גם להשתמש במערכות אחסון אנרגיה כדי לאחסן חשמל כאשר המחירים נמוכים. זה מאפשר להם לצמצם את השימוש שלהם בחשמל ברשת כשהמחירים גבוהים. הם יכולים גם למכור חשמל ממערכת האחסון כדי להרוויח כסף ממחירי שיא ועמק. אחסון אנרגיה בצד המשתמש משתמש בארונות בתור המוביל העיקרי. זה מתאים ליישומים בפארקים תעשייתיים ומסחריים ותחנות כוח פוטו-וולטאיות מבוזרות. אלה נמצאים בטווח הספק של 1kW עד 10kW. קיבולת המוצר נמוכה יחסית.
3. מערכת "מקור-רשת-עומס-אחסון" היא תרחיש יישום מורחב של אגירת אנרגיה
מערכת "מקור-רשת-עומס-אחסון" היא מצב פעולה. הוא כולל פתרון של "מקור חשמל, רשת חשמל, עומס ואחסון אנרגיה". זה יכול להגביר את יעילות השימוש באנרגיה ובטיחות הרשת. זה יכול לתקן בעיות כמו תנודתיות רשת בשימוש באנרגיה נקייה. במערכת זו המקור הוא ספק האנרגיה. הוא כולל אנרגיה מתחדשת, כגון אנרגיה סולארית, רוח וכוח הידרו. הוא כולל גם אנרגיה מסורתית, כגון פחם, נפט וגז טבעי. הרשת היא רשת העברת האנרגיה. הוא כולל קווי תמסורת וציוד למערכות חשמל. העומס הוא משתמש הקצה של האנרגיה. זה כולל תושבים, מפעלים ומתקנים ציבוריים. אחסון היא טכנולוגיית אחסון האנרגיה. זה כולל ציוד אחסון וטכנולוגיה.
במערכת החשמל הישנה, תחנות כוח תרמיות הן מקור הכוח. הבתים והתעשיות הם העומס. השניים רחוקים זה מזה. רשת החשמל מחברת אותם. הוא משתמש במצב שליטה גדול ומשולב. זהו מצב איזון בזמן אמת שבו מקור הכוח עוקב אחר העומס.
במסגרת ה-"neue Leistungssystem", המערכת הוסיפה את דרישת הטעינה של רכבי אנרגיה חדשים כ"עומס" למשתמשים. זה הגביר מאוד את הלחץ על רשת החשמל. שיטות אנרגיה חדשות, כמו פוטו-וולטאיות, אפשרו למשתמשים להפוך ל"מקור כוח". כמו כן, רכבי אנרגיה חדשים זקוקים לטעינה מהירה. בנוסף, ייצור חשמל חדש אינו יציב. לכן, משתמשים צריכים "אחסון אנרגיה" כדי להחליק את ההשפעה של ייצור החשמל והשימוש שלהם על הרשת. זה יאפשר שימוש שיא בחשמל ואחסון אנרגיה נמוך.
שימוש חדש באנרגיה הולך ומתגוון. משתמשים רוצים כעת לבנות רשתות מיקרו מקומיות. אלה מחברים "מקורות כוח" (אור), "אחסון אנרגיה" (אחסון) ו"עומסים" (טעינה). הם משתמשים בטכנולוגיית בקרה ותקשורת כדי לנהל מקורות אנרגיה רבים. הם מאפשרים למשתמשים לייצר ולהשתמש באנרגיה חדשה באופן מקומי. הם גם מתחברים לרשת החשמל הגדולה בשתי דרכים. זה מקטין את השפעתם על הרשת ועוזר לאזן אותה. המיקרו-רשת הקטנה ומאגר האנרגיה הם "מערכת אחסון וטעינה פוטו-וולטאית". זה משולב. זהו יישום חשוב של "אחסון עומסי רשת מקור".
二. סיכויי יישום ויכולת שוק של תעשיית אחסון אנרגיה
הדו"ח של CNESA אומר שעד סוף 2023, הקיבולת הכוללת של הפעלת פרויקטי אחסון אנרגיה הייתה 289.20GW. מדובר בעלייה של 21.92% מ-237.20GW בסוף 2022. סך הקיבולת המותקנת של אגירת אנרגיה חדשה הגיעה ל-91.33GW. מדובר בעלייה של 99.62% מהשנה הקודמת.
עד סוף 2023, הקיבולת הכוללת של פרויקטי אחסון אנרגיה בסין הגיעה ל-86.50GW. זה עלה ב-44.65% מ-59.80GW בסוף 2022. הם מהווים כעת 29.91% מהקיבולת העולמית, עלייה של 4.70% מסוף 2022. ביניהם, לאחסון שאוב יש את הקיבולת הגדולה ביותר. זה מהווה 59.40%. הצמיחה בשוק מגיעה בעיקר מאחסון אנרגיה חדש. זה כולל סוללות ליתיום-יון, סוללות עופרת וחומצה ואוויר דחוס. יש להם קיבולת כוללת של 34.51GW. מדובר בעלייה של 163.93% מהשנה שעברה. בשנת 2023, אחסון האנרגיה החדש של סין יגדל ב-21.44GW, עלייה של 191.77% משנה לשנה. אחסון אנרגיה חדש כולל סוללות ליתיום-יון ואוויר דחוס. לשניהם מאות פרויקטים מחוברים לרשת, ברמת מגה וואט.
אם לשפוט לפי התכנון והבנייה של פרויקטים חדשים של אחסון אנרגיה, אגירת האנרגיה החדשה של סין הפכה בקנה מידה גדול. בשנת 2022 ישנם 1,799 פרויקטים. הם מתוכננים, בבנייה או בפעולה. יש להם קיבולת כוללת של כ 104.50GW. רוב פרויקטי אגירת האנרגיה החדשים שהופעלו הם קטנים ובינוניים. קנה המידה שלהם הוא פחות מ-10MW. הם מהווים כ-61.98% מהכלל. פרויקטי אגירת האנרגיה בתכנון ובבנייה הם בעיקר גדולים. הם 10MW ומעלה. הם מהווים 75.73% מהכלל. יותר מ-402 פרויקטים של 100 מגה-וואט נמצאים בעבודות. יש להם את הבסיס והתנאים לאגירת אנרגיה עבור רשת החשמל.
זמן פרסום: 22 ביולי 2024