10 важных сведений о технологиях хранения энергии

Накопители энергии играют важнейшую роль в стабилизации энергосистем, интеграции возобновляемых источников энергии и повышении энергоэффективности в различных отраслях. Вот десять ключевых фактов, которые вы должны знать:

1. Накопители энергии обеспечивают надежность возобновляемых источников энергии

По сути, решения для хранения энергии решают проблему непостоянства возобновляемых источников энергии. Доступность солнечной и ветровой энергии зависит от погодных условий и времени суток, в результате чего энергия вырабатывается тогда, когда спрос на нее меньше, и именно тогда решения для хранения энергии могут предложить эту энергию. Международное энергетическое агентство утверждает, что для достижения целевых показателей по возобновляемым источникам энергии в 2030 году необходимый масштаб сетевых накопителей должен увеличиться более чем в шесть раз.

2. Литий-ионные аккумуляторы в настоящее время доминируют на рынке

Среди всех доступных сегодня решений для хранения энергии литий-ионные батареи являются наиболее распространенными. Это объясняется высокой плотностью энергии, содержащейся в этих элементах, так как они обеспечивают более 90 % КПД в обе стороны, а стоимость этих батарей снизилась почти на 90 % по сравнению с 2010 годом. В настоящее время литий-ионные батареи составляют более 85 % от общего числа вновь устанавливаемых аккумуляторных систем хранения.

3. Проточные батареи делают возможным длительное хранение энергии

Хотя литий-ионные аккумуляторы отлично справляются с короткими циклами разряда, они не предназначены для этой цели. С другой стороны, проточные батареи удовлетворяют этому требованию. Проточные батареи предназначены для хранения энергии в жидких электролитах, которые находятся во внешнем резервуаре. По этой причине они идеально подходят для длительного использования, которое может составлять от 6 до 12 часов и более. Такие требования необходимы в сетях с преобладанием возобновляемых источников энергии.

4. Твердотельные батареи - следующее поколение

Заглядывая в будущее, можно с уверенностью сказать, что твердотельные батареи считаются новаторскими или революционными в своем роде. В этом отношении они призваны изменить или улучшить существующие технологии батарей, поскольку они более безопасны, так как не содержат горючих жидкостей. В таком случае, похоже, что их внедрение или производство пока находится в зачаточном состоянии.

5. Водородные хранилища и глубокая декарбонизация

Помимо хранения в аккумуляторах, водород является гибкой формой хранения энергии в долгосрочной перспективе. Избыток энергии, получаемой от возобновляемых источников, может быть использован для производства зеленого водорода путем электролиза, который можно хранить и в дальнейшем использовать для выработки энергии или прямого промышленного применения. Хранение водорода имеет большое значение для отраслей, которые вряд ли будут электрифицированы, например, для производства стали и других химических производств, морского транспорта и дальних грузоперевозок.

6. Насосные гидроэлектростанции по-прежнему лидируют по размерам

Несмотря на то, что рост использования аккумуляторных батарей и других видов накопителей был довольно высоким, насосные гидроаккумуляторы остаются лидером по объему установленной мощности. Насосные гидроаккумуляторы составляют более 90 % мировых мощностей по хранению энергии и используют разницу в высоте между двумя водохранилищами для хранения энергии. Технология имеет долгосрочные решения со сроком службы более 50 лет.

7. Накопители тепловой энергии снижают пиковый спрос

Накопители тепловой энергии представляют собой еще один важнейший метод управления энергетическими системами. Накопление тепловой энергии предполагает сохранение тепловой энергии, например тепла или холода, и ее последующее использование. Накопление тепловой энергии помогает снизить пиковое потребление электроэнергии. Технология хранения тепловой энергии имеет несколько форм, например, система хранения расплавленной соли, обычно используемая на концентрированных солнечных электростанциях, технологическое тепло и хранение холодной воды.

8. Суперконденсаторы обеспечивают мгновенную

Если в аккумуляторе энергия накапливается химическим путем, то в суперконденсаторе - электростатическим. Суперконденсаторы заряжаются и разряжаются за секунды, выдерживают миллионы циклов и обладают высокой мощностью. Хотя их плотность энергии ниже по сравнению с батареей, для коротких всплесков энергии, например, при использовании в электрических тормозах, регулировании частоты и выравнивании мощности, суперконденсатор является хорошим вариантом.

9. Натрий-ионные батареи - экономичная альтернатива

Несмотря на растущие опасения по поводу цепочки поставок литиевых батарей, натриево-ионные батареи становятся более дешевой и экологичной альтернативой. Натрий можно легко добывать, что исключает любые проблемы с ресурсами и геополитикой. Хотя технология натрий-ионных батарей имеет низкую плотность энергии по сравнению с технологией литий-ионных батарей, она может эффективно использоваться для стационарных батарей, особенно если приоритетами являются стоимость, безопасность и длительный срок службы.

10. Батареи, используемые во второй жизни: Увеличение ценности и уменьшение

Наконец, батареи второго срока службы постепенно становятся устойчивым решением. Батареи для электромобилей, которые не соответствуют требуемым стандартам для использования в автомобилях, сохраняют около 70-80 % заряда, который был в них изначально. Эта технология позволяет использовать аккумуляторы для хранения энергии таким образом, чтобы обеспечить устойчивый срок службы батареи. Дополнительную информацию можно получить в компании Stanford Advanced Materials (SAM).

Часто задаваемые вопросы

1. Что такое хранение энергии и почему оно важно?
Накопители энергии позволяют сохранять электроэнергию и использовать ее в дальнейшем, помогая сбалансировать спрос и предложение, особенно при использовании возобновляемых источников энергии.

2. Чем литий-ионные аккумуляторы отличаются от других технологий?
Литий-ионные батареи отличаются высокой эффективностью и плотностью энергии, в то время как альтернативные технологии, такие как проточные батареи и натриево-ионные системы, лучше подходят для длительных или чувствительных к стоимости приложений.

3. Какую роль играет водород в хранении энергии?
Водород обеспечивает долгосрочное и масштабное хранение энергии и способствует декарбонизации в тех отраслях, где использование батарей нецелесообразно.

4. Почему насосные гидроэлектростанции до сих пор так широко используются?
Огромная мощность, длительный срок эксплуатации и проверенная надежность делают гидроаккумуляторы незаменимыми для хранения энергии в масштабах энергосистемы.

5. Как долго обычно служат системы хранения энергии?
Литий-ионные системы служат около 10-15 лет, проточные батареи - более 20 лет, а насосные гидростанции часто работают несколько десятилетий.