Trosolwg storio ynni masnachol

Mae ynni adnewyddadwy yn rhan hanfodol o'r cynllun hirdymor ar gyfer niwtraliaeth carbon. Waeth beth fo'r ymasiad niwclear y gellir ei reoli, mwyngloddio gofod, a datblygiad aeddfed ar raddfa fawr o adnoddau ynni dŵr nad oes ganddynt lwybr masnachol yn y tymor byr, ynni gwynt, ac ynni solar yw'r ffynonellau ynni adnewyddadwy mwyaf addawol ar hyn o bryd. Serch hynny, maent wedi'u cyfyngu gan adnoddau gwynt a golau. Bydd storio ynni yn rhan hanfodol o'r defnydd o ynni yn y dyfodol. Bydd yr erthygl hon ac erthyglau dilynol yn cynnwys technolegau storio ynni masnachol ar raddfa fawr, gan ganolbwyntio'n bennaf ar achosion gweithredu.

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae adeiladu systemau storio ynni yn gyflym wedi golygu nad yw rhywfaint o ddata'r gorffennol bellach yn ddefnyddiol, megis "storio ynni aer cywasgedig yn ail gyda chyfanswm capasiti gosodedig o 440MW, a batris sodiwm-sylffwr yn drydydd, gyda chyfanswm graddfa cynhwysedd. o 440 MW. 316MW" ac ati Yn ogystal, mae'r newyddion bod Huawei wedi llofnodi prosiect storio ynni "mwyaf" y byd gyda 1300MWh yn llethol. Fodd bynnag, yn ôl y data presennol, nid 1300MWh yw'r prosiect storio ynni mwyaf arwyddocaol yn fyd-eang. Mae'r prosiect storio ynni canolog mwyaf yn perthyn i storfa bwmp. Ar gyfer technolegau storio ynni corfforol megis storio ynni halen, yn achos storio ynni electrocemegol, nid 1300MWh yw'r prosiect mwyaf arwyddocaol (gall hefyd fod yn fater o galibr ystadegol). Mae gallu presennol Canolfan Storio Ynni Moss Landing wedi cyrraedd 1600MWh (gan gynnwys 1200MWh yn yr ail gam, 400MWh yn yr ail gam). Eto i gyd, mae cofnod Huawei wedi tynnu sylw at y diwydiant storio ynni ar y llwyfan.

Ar hyn o bryd, gall technolegau storio ynni masnacheiddiedig a phosibl ddosbarthu i storio ynni mecanyddol, storio ynni thermol, storio ynni trydanol, storio ynni cemegol, a storio ynni electrocemegol. Mae ffiseg a chemeg yr un peth yn y bôn, felly gadewch i ni eu dosbarthu yn ôl meddwl ein rhagflaenwyr am y tro.

1. Storio ynni mecanyddol / storio thermol a storio oer

Storfa bwmp:

Mae dwy gronfa ddŵr uchaf ac isaf, yn pwmpio dŵr i'r gronfa ddŵr uchaf wrth storio ynni ac yn draenio dŵr i'r gronfa ddŵr isaf wrth gynhyrchu pŵer. Mae'r dechnoleg yn aeddfed. Erbyn diwedd 2020, roedd cynhwysedd gosodedig byd-eang y capasiti storio pwmp yn 159 miliwn cilowat, gan gyfrif am 94% o gyfanswm y capasiti storio ynni. Ar hyn o bryd, mae fy ngwlad wedi rhoi cyfanswm o 32.49 miliwn cilowat o orsafoedd pŵer storio pwmp ar waith; graddfa lawn y gorsafoedd pŵer storio pwmp sy'n cael eu hadeiladu yw 55.13 miliwn cilowat. Mae graddfa'r adeiladau a'r rhai sy'n cael eu hadeiladu yn y lle cyntaf yn y byd. Gall capasiti gosodedig gorsaf bŵer storio ynni gyrraedd miloedd o MW, gall y cynhyrchiad pŵer blynyddol gyrraedd sawl biliwn kWh, a gall y cyflymder cychwyn du fod ar orchymyn ychydig funudau. Ar hyn o bryd, mae gan yr orsaf bŵer storio ynni fwyaf sy'n gweithredu yn Tsieina, sef Gorsaf Bŵer Storio Pwmpio Hebei Fengning, gapasiti gosodedig o 3.6 miliwn cilowat a chynhwysedd cynhyrchu pŵer blynyddol o 6.6 biliwn kWh (a all amsugno 8.8 biliwn kWh o bŵer dros ben, gydag effeithlonrwydd o tua 75%). Amser cychwyn du 3-5 munud. Er yr ystyrir yn gyffredinol bod gan storfa bwmp yr anfanteision o ddewis safle cyfyngedig, cylch buddsoddi hir, a buddsoddiad sylweddol, dyma'r dechnoleg fwyaf aeddfed o hyd, y gweithrediad mwyaf diogel, a'r dull storio ynni cost isaf. Mae'r Weinyddiaeth Ynni Genedlaethol wedi rhyddhau Cynllun Datblygu Tymor Canolig a Hirdymor ar gyfer Storio Pwmp (2021-2035).

Erbyn 2025, bydd y raddfa gynhyrchu gyfan o storio pwmp yn fwy na 62 miliwn cilowat; erbyn 2030, bydd y raddfa gynhyrchu lawn tua 120 miliwn cilowat; erbyn 2035, bydd diwydiant storio pwmp modern sy'n diwallu anghenion cyfran uchel a datblygiad ynni newydd ar raddfa fawr yn cael ei ffurfio.

Gorsaf Bŵer Storio Pwmpio Hebei Fengning - Cronfa Ddŵr Is

Storio ynni aer cywasgedig:

Pan fydd y llwyth trydan yn isel, mae'r aer yn cael ei gywasgu a'i storio gan drydan (fel arfer yn cael ei gynnal mewn ogofâu halen tanddaearol, ogofâu naturiol, ac ati). Pan fydd y defnydd o drydan ar ei uchaf, mae'r aer pwysedd uchel yn cael ei ryddhau i yrru'r generadur i gynhyrchu trydan.

storio ynni aer cywasgedig

Yn gyffredinol, ystyrir mai storio ynni aer cywasgedig yw'r ail dechnoleg fwyaf addas ar gyfer storio ynni ar raddfa fawr GW ar ôl storio pwmp. Yn dal i fod, mae'n gyfyngedig oherwydd ei amodau dewis safle llymach, cost buddsoddi uchel, ac effeithlonrwydd storio ynni na storfa bwmp. Yn isel, mae cynnydd masnachol storio ynni aer cywasgedig yn araf. Hyd at fis Medi eleni (2021), mae prosiect storio ynni aer cywasgedig ar raddfa fawr cyntaf fy ngwlad - Prosiect Arddangos Prawf Cenedlaethol Storio Ynni Aer Cywasgedig Jiangsu Jintan Salt Cave, newydd gael ei gysylltu â'r grid. Cynhwysedd gosodedig cam cyntaf y prosiect yw 60MW, ac mae'r effeithlonrwydd trosi pŵer tua 60%; bydd graddfa adeiladu hirdymor y prosiect yn cyrraedd 1000MW. Ym mis Hydref 2021, roedd y system storio ynni aer cywasgedig uwch 10 MW gyntaf a ddatblygwyd yn annibynnol gan fy ngwlad wedi'i chysylltu â'r grid yn Bijie, Guizhou. Gall ddweud bod y ffordd fasnachol o storio ynni aer cryno newydd ddechrau, ond mae'r dyfodol yn addawol.

Prosiect storio ynni aer cywasgedig Jintan.

Storio ynni halen tawdd:

Mae storio ynni halen tawdd, yn gyffredinol wedi'i gyfuno â chynhyrchu pŵer solar thermol, yn crynhoi golau'r haul ac yn storio gwres mewn halen tawdd. Wrth gynhyrchu trydan, defnyddir gwres halen tawdd i gynhyrchu trydan, ac mae'r rhan fwyaf ohonynt yn cynhyrchu stêm i yrru generadur tyrbin.

storio gwres halen tawdd

Fe wnaethant weiddi Hi-Tech Dunhuang 100MW twr halen tawdd gorsaf bŵer solar thermol yng ngorsaf bŵer thermol solar mwyaf Tsieina. Mae prosiect PDC Delingha 135 MW gyda chapasiti gosodedig mwy wedi dechrau adeiladu. Gall ei amser storio ynni gyrraedd 11 awr. Cyfanswm buddsoddiad y prosiect yw 3.126 biliwn yuan. Bwriedir ei gysylltu'n swyddogol â'r grid cyn Medi 30, 2022, a gall gynhyrchu tua 435 miliwn kWh o drydan bob blwyddyn.

Gorsaf PDC Dunhuang

Mae technolegau storio ynni corfforol yn cynnwys storio ynni olwyn hedfan, storio ynni storio oer, ac ati.

2. Storio ynni trydanol:

Supercapacitor: Wedi'i gyfyngu gan ei ddwysedd ynni isel (cyfeiriwch at isod) a hunan-ollwng difrifol, dim ond mewn ystod fach o adferiad ynni cerbydau y caiff ei ddefnyddio ar hyn o bryd, eillio brig ar unwaith, a llenwi dyffryn. Cymwysiadau nodweddiadol yw Shanghai Yangshan Deepwater Port, lle mae 23 craen yn effeithio'n sylweddol ar y grid pŵer. Er mwyn lleihau effaith craeniau ar y grid pŵer, gosodir system storio ynni supercapacitor 3MW / 17.2KWh fel ffynhonnell wrth gefn, a all ddarparu cyflenwad trydan 20s yn barhaus.

Superconducting storio ynni: hepgor

3. Storio ynni electrocemegol:

Mae'r erthygl hon yn dosbarthu storio ynni electrocemegol masnachol i'r categorïau a ganlyn:

Batris plwm-asid, carbon-plwm

batri llif

Batris metel-ion, gan gynnwys batris lithiwm-ion, batris sodiwm-ion, ac ati.

Batris Metel-Sylffwr/Ocsigen/Aer y gellir eu hailwefru

eraill

Batris plwm-asid a charbon-plwm: Fel technoleg storio ynni aeddfed, defnyddir batris plwm-asid yn eang mewn cychwyniadau ceir, cyflenwad pŵer wrth gefn ar gyfer gweithfeydd pŵer gorsaf sylfaen cyfathrebu, ac ati Ar ôl electrod negyddol Pb y batri asid plwm wedi'i dopio â deunyddiau carbon, gall y batri carbon-plwm wella'r broblem gor-ollwng yn effeithiol. Yn ôl adroddiad blynyddol 2020 Tianneng, prosiect storio ynni carbon plwm 12MW / 48MWh Grid State Zhicheng (Is-orsaf Jinling) a gwblhawyd gan y cwmni yw'r orsaf bŵer storio ynni carbon plwm uwch-fawr gyntaf yn Nhalaith Zhejiang a hyd yn oed y wlad gyfan.

Batri llif: Mae'r batri llif fel arfer yn cynnwys hylif sy'n cael ei storio mewn cynhwysydd sy'n llifo trwy'r electrodau. Mae'r tâl a'r gollyngiad yn cael eu cwblhau trwy'r bilen cyfnewid ïon; cyfeiriwch at y ffigur isod.

Sgematig batri llif

I gyfeiriad y batri llif holl-fanadium mwy cynrychioliadol, y prosiect Guodian Longyuan, 5MW / 10MWh, a gwblhawyd gan Sefydliad Ffiseg Cemegol Dalian a Dalian Rongke Energy Storage, oedd y system storio ynni batri llif holl-fanadiwm mwyaf helaeth yn y byd ar y pryd, sy'n cael ei adeiladu ar hyn o bryd Mae'r system storio ynni llif batri redox holl-fanadium ar raddfa fwy yn cyrraedd 200MW/800MWh.

Batri ïon metel: y dechnoleg storio ynni electrocemegol sy'n tyfu gyflymaf ac a ddefnyddir fwyaf. Yn eu plith, defnyddir batris lithiwm-ion yn gyffredin mewn electroneg defnyddwyr, batris pŵer, a meysydd eraill, ac mae eu cymwysiadau mewn storio ynni hefyd yn cynyddu. Gan gynnwys y prosiectau Huawei blaenorol sy'n cael eu hadeiladu sy'n defnyddio storio ynni batri lithiwm-ion, y prosiect storio ynni batri lithiwm-ion mwyaf a adeiladwyd hyd yn hyn yw gorsaf storio ynni Moss Landing sy'n cynnwys Cam I 300MW / 1200MWh a Cham II 100MW / 400MWh, a cyfanswm o 400MW/1600MWh.

Batri Lithiwm-Ion

Oherwydd cyfyngiad cynhwysedd a chost cynhyrchu lithiwm, mae disodli ïonau sodiwm â dwysedd ynni cymharol isel ond disgwylir i gronfeydd wrth gefn helaeth leihau'r pris wedi dod yn llwybr datblygu ar gyfer batris lithiwm-ion. Mae ei egwyddor a'i ddeunyddiau cynradd yn debyg i batris lithiwm-ion, ond nid yw wedi'i ddiwydiannu ar raddfa fawr eto. , dim ond graddfa o 1MWh y mae'r system storio ynni batri sodiwm-ion a roddwyd ar waith mewn adroddiadau presennol wedi gweld.

Mae gan batris alwminiwm-ion nodweddion gallu damcaniaethol uchel a chronfeydd wrth gefn helaeth. Mae hefyd yn gyfeiriad ymchwil i ddisodli batris lithiwm-ion, ond nid oes llwybr masnacheiddio clir. Cyhoeddodd cwmni Indiaidd sydd wedi dod yn boblogaidd yn ddiweddar y bydd yn masnacheiddio cynhyrchu batris alwminiwm-ion y flwyddyn nesaf ac yn adeiladu uned storio ynni 10MW. Gadewch inni aros i weld.

aros i weld

Batris metel-sylffwr/ocsigen/aer y gellir eu hailwefru: gan gynnwys lithiwm-sylffwr, lithiwm-ocsigen/aer, sodiwm-sylffwr, batris alwminiwm-aer y gellir eu hailwefru, ac ati, gyda dwysedd ynni uwch na batris ïon. Y cynrychiolydd presennol o fasnacheiddio yw batris sodiwm-sylffwr. Ar hyn o bryd NGK yw prif gyflenwr systemau batri sodiwm-sylffwr. Y raddfa enfawr sydd wedi'i rhoi ar waith yw system storio ynni batri sodiwm-sylffwr 108MW/648MWh yn yr Emiraethau Arabaidd Unedig.

4. Storio ynni cemegol: Degawdau yn ôl, ysgrifennodd Schrödinger fod bywyd yn dibynnu ar gaffael entropi negyddol. Ond os nad ydych chi'n dibynnu ar ynni allanol, bydd entropi yn cynyddu, felly mae'n rhaid i fywyd gymryd pŵer. Mae bywyd yn dod o hyd i'w ffordd, ac i storio ynni, mae planhigion yn trosi ynni'r haul yn ynni cemegol mewn mater organig trwy ffotosynthesis. Mae storio ynni cemegol wedi bod yn ddewis naturiol o'r cychwyn cyntaf. Mae storio ynni cemegol wedi bod yn ddull storio ynni cadarn ar gyfer bodau dynol ers Mae'n gwneud foltiau yn staciau trydan. Eto i gyd, mae'r defnydd masnachol o storio ynni ar raddfa fawr newydd ddechrau.

Storio hydrogen, methanol, ac ati: Mae gan ynni hydrogen fanteision rhagorol dwysedd ynni uchel, glendid a diogelu'r amgylchedd ac fe'i hystyrir yn eang fel ffynhonnell ynni ddelfrydol yn y dyfodol. Mae llwybr cynhyrchu hydrogen →storio hydrogen → cell tanwydd eisoes ar y ffordd. Ar hyn o bryd, mae mwy na 100 o orsafoedd ail-lenwi hydrogen wedi'u hadeiladu yn fy ngwlad, sydd ymhlith y gorau yn y byd, gan gynnwys gorsaf ail-lenwi hydrogen fwyaf y byd yn Beijing. Fodd bynnag, oherwydd cyfyngiadau technoleg storio hydrogen a'r risg o ffrwydrad hydrogen, gall storio hydrogen anuniongyrchol a gynrychiolir gan methanol hefyd fod yn llwybr hanfodol ar gyfer ynni yn y dyfodol, megis technoleg "golau haul hylif" tîm Li Can yn Sefydliad Dalian. Cemeg, Academi Gwyddorau Tsieineaidd.

Batris cynradd metel-aer: a gynrychiolir gan batris alwminiwm-aer â dwysedd ynni damcaniaethol uchel, ond nid oes llawer o gynnydd mewn masnacheiddio. Defnyddiodd Phinergy, cwmni cynrychioliadol a grybwyllwyd mewn llawer o adroddiadau, batris alwminiwm-aer ar gyfer ei gerbydau. Mil o filltiroedd, yr ateb blaenllaw mewn storio ynni yw batris sinc-aer y gellir eu hailwefru.