Cum tehnologiile de stocare a energiei vor schimba lumea

Principala diferență a industriei de energie electrică de la orice altă ramură "fizică" este imposibilitatea de a depozita bunurile produse de aceasta la scară industrială. În fiecare unitate de timp din această industrie, trebuie să se producă doar o cantitate cât mai mare de energie electrică decât cea a consumatorului.







Pentru a oferi o astfel de oportunitate, sunt necesare atât capacități de generare a rezervelor costisitoare, cât și sisteme complexe de distribuție geografică complexe. Nu poți fi în singura putere centralei nucleare (CNE), care nu se poate reseta rapid și să câștige sarcina, sau numai surse regenerabile de energie (SRE) - vant si soare, de exemplu, nu poate străluci și nu sufla la momentul potrivit. Prin urmare, o parte semnificativă a generației se datorează resurselor fosile tradiționale (cărbune, gaz), asigurând atât fiabilitatea, cât și manevrabilitatea necesară.

Modul de funcționare al oricărui sistem de alimentare este determinat în primul rând de gradul de încărcare a acestuia de către consumatori. De regulă, noaptea, consumul de energie electrică este redus semnificativ, iar dimineața și seara - depășește nivelul consumului zilnic. Și, în general, indiferent de ora din zi, sarcina electrică se schimbă continuu. Aceste fluctuații constante complică sarcina de a menține un echilibru între producție și consum și conduc la faptul că generarea de capacități pentru o parte semnificativă a timpului lucrează într-un mod economic non-optim.

Există trei tipuri tradiționale de centrale electrice: centrale nucleare, termice (TPP) și hidroelectrice (HPP). Centralele nucleare nu își reglează volumul de muncă din motive de siguranță. HPP sunt mult mai bune pentru a lucra cu un program de încărcare neuniform, dar ele nu se află în toate sistemele de alimentare și, dacă există, acestea nu sunt întotdeauna în cantitatea necesară. Astfel, sarcina principală pentru a acoperi inegalitatea consumului zilnic de energie electrică este afectată de CTE. Acest lucru, la rândul său, duce la munca lor într-un mod neeconomic, crește consumul de combustibil și, ca o consecință, costul energiei electrice pentru consumatori.

Toate problemele de mai sus, precum și altele pot fi rezolvate cu ajutorul tehnologiilor de stocare a energiei industriale.

Efectele acumulării

1. Efectul este acela de a genera: utilizarea de dispozitive de stocare va optimiza procesul de generare a energiei prin nivelarea curbei de sarcină pe echipamentul de generare mai scumpe, precum și scuti generarea termică scumpă din rolul de regulator. La rândul său, acest lucru va duce inevitabil la o reducere a costurilor de hidrocarburi de combustibil, crește rata de utilizare a capacității instalate, va crește fiabilitatea alimentării cu energie și de a reduce nevoia pentru construirea de noi facilități.

2. Efectul reglementărilor guvernamentale: unități vă permit să creați o rezervă de energie, fără exces de capacități de producție, pentru a optimiza modul de funcționare a centralelor electrice, oferă o trecere liniștită de noapte minim și sarcini zilnice maxime.







3. Efectul pentru consumatori: electricitatea devine mai ieftină, crește fiabilitatea alimentării cu energie electrică, este posibil să se asigure funcționarea echipamentelor critice în cazul unei căderi de tensiune și să se creeze o rezervă pentru accidente.

4. Efectul pentru complexul rețelei electrice: unitățile reduc sarcina de vârf a stațiilor electrice și costurile de modernizare a infrastructurii de rețea, îmbunătățind calitatea și fiabilitatea alimentării cu energie a consumatorilor.

Acum, una dintre principalele tendințe ale energiei mondiale este dezvoltarea surselor regenerabile de energie. Printre țările în curs de dezvoltare de energie „verde“, exemplul cel mai frapant este Danemarca, care produce 140% din cererea de energie naționale prin intermediul RES, și Germania, în cazul în care RES conturi pentru aproximativ 50% din capacitatea instalată a centralelor electrice (94 din 182 GW), iar acest procent este în mod constant crească. În anumite ore, SRE pot furniza deja până la 100% din cererea de energie electrică. În același timp, atât centralele termice cât și centralele nucleare trebuie să efectueze o funcție de rezervă, deoarece generarea de surse regenerabile de energie nu este constantă. Stocarea energiei electrice poate deveni un punct de plecare pentru integrarea continuă cu succes a surselor de energie regenerabile în sistemele energetice din diferite țări, va permite să se evite fluctuațiile în dezvoltarea surselor regenerabile de energie și să se alinieze programul de încărcare.

O altă tendință este dezvoltarea energiei distribuite. Consumatorii doresc să-și minimalizeze costurile și să-și instaleze propriile surse de generare (de exemplu, panouri solare sau generatoare eoliene). În țările în care ponderea generării distribuite este ridicată, se pune problema integrării unor astfel de consumatori în sistemul de piață. Având în vedere că consumatorul însuși consumă la fel de multă energie din sursa pe care o are la un moment dat, poate avea surplusuri. Problema vânzării acestor surplusuri într-o rețea poate fi rezolvată cu ajutorul unităților. În plus, ele pot fi, de asemenea, folosite pentru a crea rezerve individuale.

Cum tehnologiile de stocare a energiei vor schimba lumea

Până în prezent, 99% din acumularea și stocarea industrială a energiei electrice (aproximativ 132,2 GW) sunt furnizate de centralele de stocare cu pompă (PSP). Toate celelalte tehnologii de acumulare reprezintă 1%, în special vorbim de depozitarea aerului comprimat, bateriile cu sulfură de sodiu și bateriile reîncărcabile cu litiu. Cele mai testate dintre acumulatori sunt dispozitivele PSP și dispozitivele care funcționează pe tehnologia aerului comprimat. Tehnologiile rămase sunt încă în curs de dezvoltare.

Mai mult decât atât, în cazul în care PSP și dispozitive care utilizează tehnologia de aer comprimat poate stoca cantități mari de energie electrică suficientă pentru câteva ore, acestea sunt destul de limitate în ceea ce privește furnizarea de cantități mari de energie pentru susținerea sau contracararea diferitelor fluctuații pe termen scurt.

În ceea ce privește bateriile, estimările curente ale costurilor pentru instalare variază între 200 și 800 USD pentru 1 kW de capacitate instalată. Cele mai mici costuri corespund bateriilor plumb-acid, deoarece acestea se află într-un stadiu superior al dezvoltării tehnologice. Această gamă corespunde limitei de cost reduse pentru PSP-uri, dar este mult mai scăzută decât alte tehnologii de stocare potențiale și noi. Cu toate acestea, principalul dezavantaj al acidului plumb-acid și al altor AB-uri este speranța lor scăzută de viață în comparație cu PSP-urile, care au o durată de viață mult mai mare. Durata de viață a aeronavei variază în mod semnificativ în funcție de frecvența aplicării, rata de descărcare și numărul ciclurilor de descărcare adâncă.

Rusia are nevoie de tehnologii de stocare a energiei?

Capacitatea dispozitivelor de stocare electrice în UE, SUA și China, în funcție de scenariile diferite ale Agenției Internaționale pentru Energie, va crește de la două la opt ori până în 2050. În Rusia, după anul 2022, se preconizează un nou ciclu de investiții în sectorul energetic. Nișa potențială pentru instalațiile noi de energie este estimată la 15-30 GW. Investițiile pot ajunge la 500-700 de miliarde de dolari până în 2035. În același timp, aproape toți participanții la piață vor putea beneficia de utilizarea de unități.

Danila Shaposhnikov, partener al fondului North Energy Ventures, Alexander Batrakov, șeful departamentului de vânzări de energie al PJSC OGK-2







Trimiteți-le prietenilor: