Ħarsa ġenerali tal-ħażna tal-enerġija kummerċjali

L-enerġija rinnovabbli hija parti essenzjali mill-pjan fit-tul għan-newtralità tal-karbonju. Irrispettivament mill-fużjoni nukleari kontrollabbli, il-minjieri spazjali, u l-iżvilupp matur fuq skala kbira tar-riżorsi tal-idroenerġija li m'għandhomx rotta kummerċjali fi żmien qasir, l-enerġija mir-riħ, u l-enerġija solari bħalissa huma l-aktar sorsi ta 'enerġija rinnovabbli promettenti. Xorta waħda, huma limitati mir-riżorsi tar-riħ u tad-dawl. Il-ħażna tal-enerġija se tkun parti essenzjali mill-utilizzazzjoni tal-enerġija futura. Dan l-artikolu u l-artikoli sussegwenti se jinkludu teknoloġiji kummerċjali tal-ħażna tal-enerġija fuq skala kbira, li jiffokaw prinċipalment fuq każijiet ta 'implimentazzjoni.

F'dawn l-aħħar snin, il-kostruzzjoni mgħaġġla ta 'sistemi ta' ħażna ta 'enerġija għamlet xi data tal-passat ma tibqax utli, bħal "ħażna ta' enerġija bl-arja kkompressata kklassifikata t-tieni b'kapaċità installata totali ta '440MW, u batteriji tas-sodju-kubrit kklassifikati fit-tielet, bi skala ta' kapaċità totali ta '440 MW. 316MW" eċċ Barra minn hekk, l-aħbar li Huawei ffirma l-"akbar" proġett ta' ħażna ta 'enerġija fid-dinja b'1300MWh hija kbira. Madankollu, skont id-dejta eżistenti, 1300MWh mhuwiex l-aktar proġett sinifikanti ta 'ħażna tal-enerġija globalment. L-akbar proġett ċentrali tal-ħażna tal-enerġija jappartjeni għall-ħażna ppumpjata. Għal teknoloġiji tal-ħażna tal-enerġija fiżika bħall-ħażna tal-enerġija tal-melħ, fil-każ tal-ħażna tal-enerġija elettrokimika, 1300MWh mhuwiex l-aktar proġett sinifikanti (jista 'jkun ukoll kwistjoni ta' kalibru statistiku). Il-kapaċità attwali taċ-Ċentru tal-Ħżin tal-Enerġija Moss Landing laħqet 1600MWh (inkluż 1200MWh fit-tieni fażi, 400MWh fit-tieni fażi). Xorta waħda, id-dħul ta 'Huawei enfasizza l-industrija tal-ħażna tal-enerġija fuq il-palk.

Bħalissa, it-teknoloġiji tal-ħażna tal-enerġija kummerċjalizzati u potenzjali jistgħu jikklassifikaw f'ħażna ta 'enerġija mekkanika, ħażna ta' enerġija termali, ħażna ta 'enerġija elettrika, ħażna ta' enerġija kimika u ħażna ta 'enerġija elettrokimika. Il-fiżika u l-kimika huma essenzjalment l-istess, allura ejja nikklassifikawhom skont il-ħsieb tal-predeċessuri tagħna għalissa.

1. Ħażna ta 'enerġija mekkanika / ħażna termali u ħażna kiesħa

Ħażna ppumpjata:

Hemm żewġ ġibjuni ta 'fuq u ta' isfel, ippumpjaw l-ilma lejn il-ġibjun ta 'fuq waqt il-ħażna tal-enerġija u jbattu l-ilma lejn il-ġibjun t'isfel waqt il-ġenerazzjoni tal-enerġija. It-teknoloġija hija matura. Sa tmiem l-2020, il-kapaċità installata globali tal-kapaċità tal-ħażna ppumpjata kienet 159 miljun kilowatts, li jammonta għal 94% tal-kapaċità totali tal-ħażna tal-enerġija. Fil-preżent, pajjiżna poġġiet fis-seħħ total ta '32.49 miljun kilowatts ta' power stations ta 'ħażna ppumpjata; l-iskala sħiħa ta 'power stations tal-ħażna ppumpjata li qed jinbnew hija ta' 55.13 miljun kilowatts. L-iskala ta 'kemm mibnija u taħt kostruzzjoni tikklassifika l-ewwel fid-dinja. Kapaċità installata ta 'power station tal-ħażna tal-enerġija tista' tilħaq eluf ta 'MW, il-ġenerazzjoni tal-enerġija annwali tista' tilħaq diversi biljuni kWh, u l-veloċità tal-bidu sewda tista 'tkun tal-ordni ta' ftit minuti. Fil-preżent, l-akbar power station tal-ħażna tal-enerġija li qed taħdem fiċ-Ċina, Hebei Fengning Pumped Storage Power Station, għandha kapaċità installata ta '3.6 miljun kilowatts u kapaċità annwali ta' ġenerazzjoni ta 'enerġija ta' 6.6 biljun kWh (li jistgħu jassorbu 8.8 biljun kWh ta 'enerġija żejda, b'effiċjenza ta' madwar 75%). Ħin tal-bidu iswed 3-5 minuti. Għalkemm il-ħażna ppumpjata hija ġeneralment meqjusa li għandha l-iżvantaġġi ta 'għażla limitata tas-sit, ċiklu ta' investiment twil, u investiment sinifikanti, xorta hija l-aktar teknoloġija matura, l-iktar operazzjoni sikura, u l-mezzi ta 'ħażna tal-enerġija bl-inqas spiża. L-Amministrazzjoni Nazzjonali tal-Enerġija ħarġet il-Pjan ta 'Żvilupp fuq Terminu Medju u fit-Tul għall-Ħżin Ippumpjat (2021-2035).

Sal-2025, l-iskala totali tal-produzzjoni tal-ħażna ippumpjata se tkun aktar minn 62 miljun kilowatts; sal-2030, l-iskala tal-produzzjoni sħiħa se tkun madwar 120 miljun kilowatts; sal-2035, se tiġi ffurmata industrija moderna tal-ħażna ppumpjata li tissodisfa l-ħtiġijiet ta 'żvilupp ta' proporzjon għoli u fuq skala kbira ta 'enerġija ġdida.

Hebei Fengning Pumped Storage Power Station - Ġibjun t'isfel

Ħażna ta' enerġija bl-arja kkompressata:

Meta t-tagħbija tal-elettriku tkun baxxa, l-arja tiġi kkompressata u maħżuna bl-elettriku (ġeneralment miżmuma f'għerien tal-melħ taħt l-art, għerien naturali, eċċ.). Meta l-konsum tal-elettriku jilħaq il-quċċata, l-arja bi pressjoni għolja tiġi rilaxxata biex issuq il-ġeneratur biex jiġġenera l-elettriku.

ħażna ta 'enerġija bl-arja kkompressata

Il-ħażna tal-enerġija bl-arja kkompressata hija ġeneralment meqjusa bħala t-tieni l-aktar teknoloġija adattata għall-ħażna tal-enerġija fuq skala kbira fuq skala GW wara ħażna ippumpjata. Xorta waħda, hija limitata mill-kundizzjonijiet tal-għażla tas-sit aktar stretti tagħha, spiża għolja ta 'investiment, u effiċjenza tal-ħażna tal-enerġija mill-ħażna ippumpjata. Baxx, il-progress kummerċjali tal-ħażna tal-enerġija tal-arja kkompressata huwa bil-mod. Sa Settembru ta 'din is-sena (2021), l-ewwel proġett ta' ħażna ta 'enerġija ta' arja kkompressata fuq skala kbira ta 'pajjiżi - Jiangsu Jintan Salt Cave Compressed Air Energy Storage National Test Demonstration Project, għadu kif ġie konness mal-grid. Il-kapaċità installata tal-ewwel fażi tal-proġett hija 60MW, u l-effiċjenza tal-konverżjoni tal-enerġija hija ta 'madwar 60%; l-iskala tal-kostruzzjoni fit-tul tal-proġett se tilħaq 1000MW. F'Ottubru 2021, l-ewwel sistema avvanzata ta 'ħażna ta' enerġija bl-arja kkompressata ta '10 MW żviluppata b'mod indipendenti minn pajjiżi kienet konnessa mal-grilja f'Bijie, Guizhou. Jista 'jgħid li t-triq kummerċjali tal-ħażna tal-enerġija tal-arja kompatta għadha kif bdiet, iżda l-futur huwa promettenti.

Proġett tal-ħażna tal-enerġija tal-arja kkompressata Jintan.

Ħażna tal-enerġija tal-melħ imdewweb:

Il-ħażna tal-enerġija tal-melħ imdewweb, ġeneralment flimkien mal-ġenerazzjoni tal-enerġija termali solari, tikkonċentra d-dawl tax-xemx u taħżen is-sħana f'melħ imdewweb. Meta tiġġenera l-elettriku, is-sħana tal-melħ imdewweb tintuża biex tiġġenera l-elettriku, u ħafna minnhom jiġġeneraw fwar biex issuq ġeneratur tat-turbini.

ħażna tas-sħana tal-melħ imdewweb

Huma għajjat ​​Hi-Tech Dunhuang 100MW torri tal-melħ imdewweb stazzjon tal-enerġija termali solari fl-akbar stazzjon tal-enerġija termali solari taċ-Ċina. Il-proġett Delingha 135 MW CSP b'kapaċità installata akbar beda l-kostruzzjoni. Il-ħin tal-ħażna tal-enerġija tiegħu jista 'jilħaq 11-il siegħa. L-investiment totali tal-proġett huwa 3.126 biljun wan. Huwa ppjanat li jkun uffiċjalment konness mal-grid qabel it-30 ta 'Settembru, 2022, u jista' jiġġenera madwar 435 miljun kWh ta 'elettriku kull sena.

Dunhuang CSP Station

It-teknoloġiji tal-ħażna tal-enerġija fiżika jinkludu l-ħażna tal-enerġija flywheel, il-ħażna tal-enerġija fil-kesħa, eċċ.

2. Ħażna ta' enerġija elettrika:

Supercapacitor: Limitat mid-densità ta 'enerġija baxxa tiegħu (irreferi għal hawn taħt) u awto-kwittanza severa, bħalissa jintuża biss f'firxa żgħira ta' rkupru ta 'enerġija tal-vettura, tqaxxir istantanju tal-quċċata, u mili tal-wied. Applikazzjonijiet tipiċi huma Shanghai Yangshan Deepwater Port, fejn 23 krejn għandhom impatt sinifikanti fuq il-grilja tal-enerġija. Biex jitnaqqas l-impatt tal-krejnijiet fuq il-grilja tal-enerġija, sistema ta 'ħażna ta' enerġija supercapacitor 3MW/17.2KWh hija installata bħala sors ta 'backup, li jista' kontinwament jipprovdi provvista tal-elettriku ta '20s.

Ħażna ta 'enerġija superkonduttiva: barra

3. Ħażna ta' enerġija elettrokimika:

Dan l-artikolu jikklassifika l-ħażna tal-enerġija elettrokimika kummerċjali fil-kategoriji li ġejjin:

Batteriji taċ-ċomb-aċidu, taċ-ċomb-karbonju

batterija tal-fluss

Batteriji tal-jone tal-metall, inklużi batteriji tal-jone tal-litju, batteriji tal-jone tas-sodju, eċċ.

Batteriji Rechargeable Metal-Sulphur/Ossiġenu/Ajru

oħra

Batteriji taċ-ċomb-aċidu u tal-karbonju taċ-ċomb: Bħala teknoloġija matura tal-ħażna tal-enerġija, il-batteriji taċ-ċomb-aċidu jintużaw ħafna fl-istartjar tal-karozzi, provvista ta 'enerġija ta' backup għal impjanti tal-enerġija tal-istazzjon bażi tal-komunikazzjoni, eċċ. Wara l-elettrodu negattiv Pb tal-batterija taċ-ċomb-aċidu hija drogata b'materjali tal-karbonju, il-batterija taċ-ċomb-karbonju tista 'ttejjeb b'mod effettiv il-problema ta' skariku żejjed. Skont ir-rapport annwali tal-2020 ta 'Tianneng, il-proġett tal-ħażna tal-enerġija taċ-ċomb-karbonju 12MW/48MWh tal-Grid tal-Istat Zhicheng (Jinling Substation) ikkompletat mill-kumpanija huwa l-ewwel power station tal-ħażna tal-enerġija taċ-ċomb-karbonju super-kbar fil-Provinċja ta' Zhejiang u anke l-pajjiż kollu.

Batterija tal-fluss: Il-batterija tal-fluss ġeneralment tikkonsisti f'likwidu maħżun f'kontenitur li jgħaddi mill-elettrodi. Iċ-ċarġ u l-iskariku jitlestew permezz tal-membrana tal-iskambju tal-joni; irreferi għall-figura hawn taħt.

Skematika tal-batterija tal-fluss

Fid-direzzjoni tal-batterija tal-fluss tal-vanadju aktar rappreżentattiva, il-proġett Guodian Longyuan, 5MW/10MWh, ikkompletat mill-Istitut Dalian tal-Fiżika Kimika u Dalian Rongke Energy Storage, kien l-aktar sistema estensiva tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija tal-fluss tal-vanadju kollu fil- dinja dak iż-żmien, li bħalissa tinsab taħt kostruzzjoni Is-sistema ta 'ħażna ta' enerġija tal-batterija tal-fluss redox ta 'vanadju kollu fuq skala akbar tilħaq 200MW/800MWh.

Batterija tal-jone tal-metall: it-teknoloġija tal-ħażna tal-enerġija elettrokimika li qed tikber malajr u li tintuża l-aktar. Fost dawn, batteriji tal-jone tal-litju huma komunement użati fl-elettronika tal-konsumatur, batteriji tal-enerġija, u oqsma oħra, u l-applikazzjonijiet tagħhom fil-ħażna tal-enerġija qed jiżdiedu wkoll. Inklużi l-proġetti preċedenti ta 'Huawei taħt kostruzzjoni li jużaw il-ħażna tal-enerġija tal-batterija tal-jone tal-litju, l-akbar proġett tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija tal-jone tal-litju mibni s'issa huwa l-istazzjon tal-ħażna tal-enerġija Moss Landing li jikkonsisti f'Fażi I 300MW/1200MWh u Fażi II 100MW/400MWh, a total ta '400MW/1600MWh.

Batterija tal-litju-jone

Minħabba l-limitazzjoni tal-kapaċità tal-produzzjoni tal-litju u l-ispiża, is-sostituzzjoni tal-joni tas-sodju b'densità ta 'enerġija relattivament baxxa iżda riżervi abbundanti huma mistennija li jnaqqsu l-prezz saret triq ta' żvilupp għal batteriji tal-jone tal-litju. Il-prinċipju u l-materjali primarji tiegħu huma simili għal batteriji tal-jone tal-litju, iżda għadu ma ġiex industrijalizzat fuq skala kbira. , is-sistema tal-ħażna tal-enerġija tal-batterija tal-jone tas-sodju li tħaddem fir-rapporti eżistenti rat biss skala ta '1MWh.

Il-batteriji tal-jone tal-aluminju għandhom il-karatteristiċi ta 'kapaċità teoretika għolja u riżervi abbundanti. Hija wkoll direzzjoni ta 'riċerka biex tissostitwixxi batteriji tal-jone tal-litju, iżda m'hemm l-ebda rotta ċara ta' kummerċjalizzazzjoni. Kumpanija Indjana li saret popolari reċentement ħabbret li se tikkummerċjalizza l-produzzjoni ta 'batteriji tal-jone tal-aluminju s-sena d-dieħla u se tibni unità ta' ħażna tal-enerġija ta '10MW. Ejjew nistennew u naraw.

stenna u tara

Batteriji rikarikabbli tal-metall-kubrit/ossiġnu/arja: inklużi litju-kubrit, litju-ossiġnu/arja, sodju-kubrit, batteriji tal-aluminju-arja rikarikabbli, eċċ., B'densità ta 'enerġija ogħla minn batteriji tal-jone. Ir-rappreżentant attwali tal-kummerċjalizzazzjoni huwa batteriji tas-sodju-kubrit. NGK bħalissa huwa l-fornitur ewlieni ta 'sistemi ta' batteriji tas-sodju-kubrit. L-iskala enormi li tħaddem hija sistema ta 'ħażna tal-enerġija tal-batterija tas-sodju-kubrit ta' 108MW/648MWh fl-Emirati Għarab Magħquda.

4. Ħażna ta 'enerġija kimika: Għexieren ta' snin ilu, Schrödinger kiteb li l-ħajja tiddependi mill-akkwist ta 'entropija negattiva. Imma jekk ma tistrieħx fuq l-enerġija esterna, l-entropija tiżdied, għalhekk il-ħajja trid tieħu l-poter. Il-ħajja ssib it-triq tagħha, u biex jaħżnu l-enerġija, il-pjanti jikkonvertu l-enerġija solari f'enerġija kimika f'materja organika permezz tal-fotosintesi. Il-ħażna tal-enerġija kimika kienet għażla naturali mill-bidu nett. Il-ħażna tal-enerġija kimika kienet metodu robust tal-ħażna tal-enerġija għall-bnedmin peress li Għamel volts f'munzelli elettriċi. Xorta waħda, l-utilizzazzjoni kummerċjali tal-ħażna tal-enerġija fuq skala kbira għadha kif bdiet.

Ħażna ta 'l-idroġenu, metanol, eċċ.: L-enerġija ta' l-idroġenu għandha l-vantaġġi pendenti ta 'densità għolja ta' enerġija, ndafa, u protezzjoni ambjentali u hija meqjusa b'mod wiesa 'bħala sors ta' enerġija ideali fil-futur. Ir-rotta tal-produzzjoni ta 'l-idroġenu → ħażna ta' idroġenu → ċellula tal-fjuwil diġà tinsab fit-triq. Fil-preżent, aktar minn 100 stazzjon tal-fjuwil tal-idroġenu nbnew f'pajjiżi, li jikklassifikaw fost l-aqwa fid-dinja, inkluż l-akbar stazzjon tal-fjuwil tal-idroġenu fid-dinja f'Beijing. Madankollu, minħabba l-limitazzjonijiet tat-teknoloġija tal-ħażna tal-idroġenu u r-riskju ta 'splużjoni tal-idroġenu, il-ħażna indiretta tal-idroġenu rappreżentata mill-metanol tista' wkoll tkun triq essenzjali għall-enerġija futura, bħat-teknoloġija "dawl tax-xemx likwidu" tat-tim ta 'Li Can fl-Istitut Dalian tal-Kimika, Akkademja Ċiniża tax-Xjenzi.

Batteriji primarji metall-arja: rappreżentati minn batteriji aluminju-arja b'densità teoretika għolja ta 'enerġija, iżda ftit hemm progress fil-kummerċjalizzazzjoni. Phinergy, kumpanija rappreżentattiva msemmija f'ħafna rapporti, użat batteriji aluminju-arja għall-vetturi tagħha. Elf mil, is-soluzzjoni ewlenija fil-ħażna tal-enerġija hija batteriji taż-żingu-arja rikarikabbli.