Економія на майбутнє|Поточний стан накопичення енергії та накопичення енергії натрієвої солі

Концепція та сценарії застосування накопичення енергії

Зберігання енергії має вирішальне значення для досягнення цілі «подвійного вуглецю», є основою забезпечення енергетичної безпеки та побудови нової енергетичної системи, а також є ключем до розвитку стратегічних галузей, що розвиваються. У контексті стрімкого розвитку відновлюваної енергетики нові технології накопичення енергії стали ключем до сприяння енергетичному переходу. Нові технології накопичення енергії стосуються технологій зберігання енергії, відмінних від насосних гідроакумуляторів, включаючи електрохімічне накопичення енергії, накопичення енергії стисненого повітря, накопичення енергії маховика, накопичення енергії надпровідного типу, накопичення енергії суперконденсатора, накопичення енергії водню та інші форми. Порівняно з насосними гідроакумулюючими установками, нові накопичувачі енергії мають такі переваги, як короткий термін будівництва, простий і гнучкий вибір місця розташування, сильна здатність до регулювання, а також краще співпрацюють із розробкою та використанням нової енергії.

Акумуляторна батарея - це пристрій, який перетворює хімічну енергію в електричну, і є основним носієм для зберігання електрохімічної енергії. На даний момент батареї накопичувачів енергії досягли комерціалізації та масштабу, а сукупна встановлена ​​потужність накопичувачів електрохімічної енергії в Китаї досягла 3,27 ГВт у 2020 році, і очікується, що річні темпи зростання складу сягнуть понад 50% з 2021 по 2025 рік.

З оприлюдненням «Керівних думок щодо прискорення розробки нового накопичувача енергії» новий накопичувач енергії чітко розділений на три сценарії: сторона джерела живлення, сторона мережі та сторона користувача. Значення накопичення енергії різне в різних сценаріях.

Зберігання енергії на стороні джерела живлення

Зберігання енергії на стороні живлення включає системи, які поєднуються з енергією вітру, сонячною енергією та іншими об’єктами виробництва електроенергії, спрямовані на підвищення надійності та стабільності виробництва електроенергії, зменшення марних витрат енергії та підвищення ефективності. Регулюючи коливання відновлюваної енергії, системи накопичення енергії можуть згладити вихід електроенергії та підвищити економічну цінність активів виробництва електроенергії.

Зберігання енергії на стороні мережі

Накопичувач енергії на стороні мережі призначений для підтримки роботи енергосистеми, надання допоміжних послуг і затримки або заміни модернізації засобів передачі та трансформації. Він покращує здатність частотної модуляції, стабільність і надійність електромережі, а також може забезпечити аварійне резервне живлення.

Зберігання енергії на стороні користувача

Системи накопичення енергії на стороні користувача розгортаються на стороні користувача, наприклад у будинках, комерційних будівлях або індустріальних парках, щоб зменшити рахунки за електроенергію, скористатися різницею в цінах на електроенергію, збільшити власне споживання та забезпечити резервне живлення. через управління попитом. Ці системи забезпечують гнучкість заряджання та розряджання відповідно до змін цін або попиту на електроенергію, оптимізуючи використання енергії.

Поточні проблеми та виклики

Безпека залишається головним пріоритетом

З 2017 року в усьому світі сталося понад 70 нещасних випадків, пов’язаних із пожежами в накопичувачах енергії. Серед них 27 пожеж на енергоакумулюючих електростанціях сталися в Кореї, і 522 енергоакумулюючі електростанції були вимушено закриті; Після 2021 року в регіонах із швидким розвитком накопичення енергії, таких як Китай, Сполучені Штати, Європа та Австралія, сталася низка серйозних аварій, що призвело до значних збитків.

У вересні 2024 року станеться аж 7 пожеж у накопичувачах енергії, включаючи вибух літієвих батарей у центрах обробки даних Alibaba Cloud і вибух бази виробництва джерела провідного підприємства.

Переробка

Можливість вторинної переробки батарей накопичувачів енергії стикається з низкою технічних, економічних і політичних проблем, які не тільки впливають на ефективність переробки батарей, але й мають глибокий вплив на навколишнє середовище, контроль витрат і сталий розвиток майбутніх систем зберігання енергії.

01 Процес переробки складний

02 Недостатня економічна вигода

03 Недостатня політика та нормативна підтримка

Тенденція розвитку промисловості натрієвих сольових батарей

Натрієва хлорована твердотільна батарея, також відома як батарея ZEBRA (дослідницька діяльність батареї з нульовим викидом), є іскробезпечною твердотільною натрієвою батарею з хлоридом нікелю як катодним матеріалом, металевим натрієм як негативним електродом і керамікою з оксиду алюмінію як матеріалом катода. електроліт. Акумулятор працює при високій температурі 270 ~ 350 градусів, щоб забезпечити стабільність металевого натрію та хлориду нікелю під час хімічної реакції під час заряджання та розряджання. Висока температура змушує іони натрію мігрувати в твердому електроліті, який переносить заряд між електродами.

Висока безпека

Натрієво-сольові батареї є більш стабільними за умов високої температури та перевантаження під час заряджання, не схильні до займання чи вибуху, спричиненого тепловими викидами, і підходять для сценаріїв із високими вимогами до безпеки (наприклад, зберігання енергії в мережі).

Екологічно чистий і підлягає переробці

100% підлягає переробці, основними матеріалами є в основному метали та солі, процес переробки простий, не забруднює та нешкідливий для навколишнього середовища.

Широкий діапазон температур

Натрієва сольова батарея має відносно хорошу адаптивність до низьких і високих температур і може працювати за температури навколишнього середовища -40 градусів ~ 65 градусів без погіршення продуктивності, а її продуктивність менша, ніж у літієвих батарей у середовищі з низькою температурою. .

Опір короткого замикання

Коротке замикання в літій-іонній батареї може спричинити перегрівання; Якщо керамічна трубка батареї з натрієвою сіллю розірвана або коротке замикання, металевий натрій реагує з електролітом, утворюючи металевий алюміній, який закупорює тріщину та запобігає подальшій реакції, що призводить до короткого замикання подібного до батареї провідника, і напруга падає до рівня 2,58 вольт на елемент. Модуль батареї може витримати від 5% до 10% відмови елемента без впливають на нормальне використання.

Багаті ресурси

Натрій у великій кількості міститься в земній корі, і його отримати набагато дешевше, ніж літій. Порівняно з літієвими батареями, натрієві сольові батареї мають нижчу вартість виробництва, що робить їх економічно вигідними у великомасштабних системах зберігання енергії.

Переваги натрієвих сольових батарей у сфері зберігання енергії роблять їх придатними для регулювання мережі, зберігання відновлюваної енергії, віддалених енергетичних установок та інших галузей. З подальшим розвитком технологій очікується, що натрієві сольові батареї забезпечать економічні, екологічно чисті та безпечні рішення у сфері великомасштабного зберігання енергії.

В даний час Китай, Сполучені Штати, Німеччина, Швейцарія, Корея та інші країни беруть участь у дослідженні, розробці та виробництві батарей з натрієвою сіллю, а також глобальній політиці підтримки чистої енергії та технологій зберігання енергії, а також прагненню до Мета «вуглецевої нейтральності» забезпечить сприятливе ринкове середовище для розробки натрієвих соляних батарей, що зробить їх привабливим вибором у сфері зберігання енергії з точки зору безпеки, тривалого терміну служби, широкого діапазону температур і захисту навколишнього середовища з низьким вмістом вуглецю.