Oversikt over utvikling og anvendelse av energilagringsindustrien.
1. Introduksjon til energilagringsteknologi.
Energilagring er lagring av energi. Det refererer til teknologier som konverterer én form for energi til en mer stabil form og lagrer den. Deretter frigjør de den i en spesifikk form når det er nødvendig. Ulike energilagringsprinsipper deler den inn i tre typer: mekanisk, elektromagnetisk og elektrokjemisk. Hver energilagringstype har sitt eget effektområde, egenskaper og bruksområder.
| Energilagringstype | Nominell effekt | Nominell energi | Kjennetegn | Søknadsmuligheter | |
| Mekanisk Energilagring | 抽水 储能 | 100–2000 MW | 4–10 timer | Storskala, moden teknologi; langsom respons, krever geografiske ressurser | Lastregulering, frekvenskontroll og systembackup, kontroll av nettstabilitet. |
| 压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1–20 timer | Storskala, moden teknologi; langsom respons, behov for geografiske ressurser. | Toppbarbøyning, systembackup, nettstabilitetskontroll | |
| 飞轮 储能 | kW–30 MW | 15-30 sekunder min | Høy spesifikk effekt, høy kostnad, høyt støynivå | Transient/dynamisk kontroll, frekvenskontroll, spenningskontroll, UPS og batterilagring. | |
| Elektromagnetisk Energilagring | 超导 储能 | kW–1 MW | 2 sek.–5 min. | Rask respons, høy spesifikk effekt; høye kostnader, vanskelig vedlikehold | Transient/dynamisk kontroll, frekvenskontroll, strømkvalitetskontroll, UPS og batterilagring |
| 超级 电容 | kW–1 MW | 1-30 sekunder | Rask respons, høy spesifikk effekt; høy kostnad | Strømkvalitetskontroll, UPS og batterilagring | |
| Elektrokjemisk Energilagring | 铅酸 电池 | kW–50 MW | 1 minutt-3 h | Moden teknologi, lav kostnad; kort levetid, hensyn til miljøvern | Kraftstasjonsbackup, svartidstart, UPS, energibalanse |
| 液流 电池 | kW–100 MW | 1–20 timer | Mange batterisykluser involverer dyp lading og utlading. De er enkle å kombinere, men har lav energitetthet | Den dekker strømkvalitet. Den dekker også reservekraft. Den dekker også toppavskjæring og dalfylling. Den dekker også energihåndtering og fornybar energilagring. | |
| 钠硫 电池 | 1 kW–100 MW | Timer | Høy spesifikk energi, høye kostnader og problemer med driftssikkerheten krever forbedring. | Strømkvalitet er én idé. En reservestrømforsyning er en annen. Så har vi toppavskjæring og dalfylling. Energihåndtering er en annen. Til slutt har vi fornybar energilagring. | |
| 锂离子 电池 | kW–100 MW | Timer | Høy spesifikk energi, kostnaden synker etter hvert som kostnaden for litiumionbatterier synker | Transient/dynamisk kontroll, frekvenskontroll, spenningskontroll, UPS og batterilagring. | |
Det har fordeler. Disse inkluderer mindre påvirkning fra geografi. De har også kort byggetid og høy energitetthet. Som et resultat kan elektrokjemisk energilagring brukes fleksibelt. Det fungerer i mange kraftlagringssituasjoner. Det er teknologien for lagring av kraft. Den har det bredeste bruksområdet og størst potensial for utvikling. De viktigste er litiumionbatterier. De brukes i scenarier fra minutter til timer.
2. Scenarier for energilagringsapplikasjoner
Energilagring har en rekke bruksområder i kraftsystemet. Energilagring har tre hovedbruksområder: kraftproduksjon, strømnettet og brukere. Disse er:
Ny kraftproduksjon er forskjellig fra tradisjonelle typer. Den påvirkes av naturlige forhold. Disse inkluderer lys og temperatur. Effekten varierer etter årstid og dag. Det er umulig å justere effekten til etterspørselen. Det er en ustabil kraftkilde. Når den installerte kapasiteten eller kraftproduksjonsandelen når et visst nivå, vil det påvirke kraftnettets stabilitet. For å holde kraftsystemet trygt og stabilt, vil det nye energisystemet bruke energilagringsprodukter. De vil koble seg til nettet igjen for å jevne ut kraftproduksjonen. Dette vil redusere effekten av ny energi. Dette inkluderer solcellepanel og vindkraft. De er intermitterende og ustabile. Det vil også løse strømforbruksproblemer, som vind og lysavbrudd.
Tradisjonell nettdesign og -konstruksjon følger metoden med maksimal belastning. De gjør det på nettsiden. Det er tilfellet når man bygger et nytt nett eller legger til kapasitet. Utstyret må ta hensyn til maksimal belastning. Dette vil føre til høye kostnader og lav bruk av ressurser. Fremveksten av energilagring på nettsiden kan bryte den opprinnelige metoden med maksimal belastning. Når man lager et nytt nett eller utvider et gammelt, kan det redusere overbelastning i nettet. Det fremmer også utvidelse og oppgradering av utstyr. Dette sparer på investeringskostnader i nettet og forbedrer bruken av ressurser. Energilagring bruker beholdere som hovedbærer. Det brukes på kraftproduksjons- og nettsidene. Det er hovedsakelig for applikasjoner med en effekt på mer enn 30 kW. De trenger en høyere produktkapasitet.
Nye energisystemer på brukersiden brukes hovedsakelig til å generere og lagre strøm. Dette kutter strømkostnadene og bruker energilagring for å stabilisere strømmen. Samtidig kan brukere også bruke energilagringssystemer til å lagre strøm når prisene er lave. Dette lar dem kutte bruken av strøm fra nettet når prisene er høye. De kan også selge strøm fra lagringssystemet for å tjene penger på topp- og dalpriser. Energilagring på brukersiden bruker skap som hovedbærer. Det passer for bruksområder i industri- og næringsparker og distribuerte solcelleanlegg. Disse er i effektområdet 1 kW til 10 kW. Produktkapasiteten er relativt lav.
3. Systemet «kilde-nett-last-lagring» er et utvidet anvendelsesscenario for energilagring
Systemet «kilde-nett-last-lagring» er en driftsmodus. Det inkluderer en løsning av «kraftkilde, strømnett, last og energilagring». Det kan øke energieffektiviteten og strømnettets sikkerhet. Det kan løse problemer som strømnettets volatilitet ved bruk av ren energi. I dette systemet er kilden energileverandøren. Det inkluderer fornybar energi, som solenergi, vindenergi og vannkraft. Det inkluderer også tradisjonell energi, som kull, olje og naturgass. Strømnettet er energioverføringsnettet. Det inkluderer overføringslinjer og kraftsystemutstyr. Lasten er sluttbrukeren av energi. Det inkluderer innbyggere, bedrifter og offentlige anlegg. Lagring er energilagringsteknologi. Det inkluderer lagringsutstyr og -teknologi.
I det gamle kraftsystemet var varmekraftverk kraftkilden. Hjemmene og industrien var lasten. De to ligger langt fra hverandre. Strømnettet forbinder dem. Det bruker en stor, integrert kontrollmodus. Det er en balanseringsmodus i sanntid der kraftkilden følger lasten.
Under det «neue Leistungssystem» la systemet til ladebehovet for nye energikjøretøy som en «belastning» for brukerne. Dette har økt presset på strømnettet betraktelig. Nye energimetoder, som solceller, har gjort brukere til en «strømkilde». I tillegg trenger nye energikjøretøy hurtiglading. Og ny energiproduksjon er ustabil. Så brukerne trenger «energilagring» for å jevne ut effekten av strømproduksjonen og -forbruket på nettet. Dette vil muliggjøre toppstrømforbruk og bunnstrømlagring.
Ny energibruk diversifiseres. Brukere ønsker nå å bygge lokale mikronett. Disse kobler sammen «kraftkilder» (lys), «energilagring» (lagring) og «laster» (lading). De bruker kontroll- og kommunikasjonsteknologi for å administrere mange energikilder. De lar brukere generere og bruke ny energi lokalt. De kobler seg også til det store strømnettet på to måter. Dette reduserer deres påvirkning på nettet og bidrar til å balansere det. Det lille mikronettet og energilagring er et «fotovoltaisk lagrings- og ladesystem». Det er integrert. Dette er en viktig anvendelse av «lastlagring i kildenettet».
Bruksutsikter og markedskapasitet i energilagringsindustrien
CNESAs rapport sier at den totale kapasiteten til energilagringsprosjekter i drift var 289,20 GW ved utgangen av 2023. Dette er en økning på 21,92 % fra 237,20 GW ved utgangen av 2022. Den totale installerte kapasiteten for ny energilagring nådde 91,33 GW. Dette er en økning på 99,62 % fra året før.
Ved utgangen av 2023 nådde den totale kapasiteten til energilagringsprosjekter i Kina 86,50 GW. Det var en økning på 44,65 % fra 59,80 GW ved utgangen av 2022. De utgjør nå 29,91 % av den globale kapasiteten, en økning på 4,70 % fra utgangen av 2022. Blant dem har pumpelagring mest kapasitet. Den står for 59,40 %. Markedsveksten kommer hovedsakelig fra ny energilagring. Dette inkluderer litiumionbatterier, blybatterier og trykkluft. De har en total kapasitet på 34,51 GW. Dette er en økning på 163,93 % fra i fjor. I 2023 vil Kinas nye energilagring øke med 21,44 GW, en økning på 191,77 % fra året før. Ny energilagring inkluderer litiumionbatterier og trykkluft. Begge har hundrevis av netttilkoblede prosjekter på megawattnivå.
Ut fra planleggingen og byggingen av nye energilagringsprosjekter har Kinas nye energilagring blitt storstilt. I 2022 var det 1799 prosjekter. De er planlagt, under bygging eller i drift. De har en total kapasitet på omtrent 104,50 GW. De fleste av de nye energilagringsprosjektene som er satt i drift er små og mellomstore. Deres skala er mindre enn 10 MW. De utgjør omtrent 61,98 % av totalen. Energilagringsprosjektene som er under planlegging og under bygging er for det meste store. De er på 10 MW og over. De utgjør 75,73 % av totalen. Mer enn 402 100-megawatt-prosjekter er under utvikling. De har grunnlaget og forutsetningene for å lagre energi for strømnettet.
Publisert: 22. juli 2024