वाणिज्य ऊर्जा भण्डारण सिंहावलोकन

नवीकरणीय ऊर्जा कार्बन तटस्थताको लागि दीर्घकालीन योजनाको एक आवश्यक भाग हो। नियन्त्रित आणविक फ्युजन, अन्तरिक्ष खनन, र छोटो अवधिमा व्यावसायिक मार्ग नभएको जलविद्युत स्रोतहरूको ठूलो मात्रामा परिपक्व विकासको बाबजुद, वायु ऊर्जा र सौर्य ऊर्जा हाल सबैभन्दा आशाजनक नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतहरू हुन्। अझै, तिनीहरू हावा र प्रकाश स्रोतहरू द्वारा सीमित छन्। ऊर्जा भण्डारण भविष्यको ऊर्जा उपयोगको एक आवश्यक भाग हुनेछ। यो लेख र त्यसपछिका लेखहरूमा मुख्यतया कार्यान्वयनका मामिलाहरूमा ध्यान केन्द्रित गर्दै ठूला-ठूला व्यावसायिक ऊर्जा भण्डारण प्रविधिहरू समावेश हुनेछन्।

हालैका वर्षहरूमा, ऊर्जा भण्डारण प्रणालीहरूको द्रुत निर्माणले केही विगतका डेटाहरूलाई अब उपयोगी बनाउँदैन, जस्तै "संकुचित वायु ऊर्जा भण्डारण कुल स्थापित क्षमता 440MW संग दोस्रो स्थानमा, र सोडियम-सल्फर ब्याट्रीहरू कुल क्षमता स्केलको साथ तेस्रो स्थानमा छन्। 440 मेगावाट। 316MW" इत्यादि। साथै, Huawei ले 1300MWh को साथ विश्वको "सबैभन्दा ठूलो" ऊर्जा भण्डारण परियोजनामा ​​हस्ताक्षर गरेको खबर अति नै ठुलो छ। यद्यपि, विद्यमान तथ्याङ्क अनुसार १३०० मेगावाट घन्टा विश्वव्यापी रूपमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण ऊर्जा भण्डारण परियोजना होइन। केन्द्रीय सबैभन्दा ठूलो ऊर्जा भण्डारण परियोजना पम्प भण्डारण हो। भौतिक ऊर्जा भण्डारण प्रविधिहरू जस्तै नुन ऊर्जा भण्डारणको लागि, इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारणको मामलामा, 1300MWh सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण परियोजना होइन (यो तथ्याङ्कीय क्षमताको कुरा पनि हुन सक्छ)। मस ल्यान्डिङ इनर्जी स्टोरेज सेन्टरको हालको क्षमता १६०० मेगावाट (दोस्रो चरणमा १२०० मेगावाट, दोस्रो चरणमा ४०० मेगावाट सहित) पुगेको छ। अझै, Huawei को प्रवेशले ऊर्जा भण्डारण उद्योगलाई स्टेजमा स्पटलाइट गरेको छ।

हाल, व्यावसायीकृत र सम्भावित ऊर्जा भण्डारण प्रविधिहरूलाई मेकानिकल ऊर्जा भण्डारण, थर्मल ऊर्जा भण्डारण, विद्युत ऊर्जा भण्डारण, रासायनिक ऊर्जा भण्डारण, र इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारणमा वर्गीकरण गर्न सकिन्छ। भौतिकशास्त्र र रसायन विज्ञान अनिवार्य रूपमा एउटै हो, त्यसैले समयको लागि हाम्रा पूर्ववर्तीहरूको सोच अनुसार तिनीहरूलाई वर्गीकरण गरौं।

1. मेकानिकल ऊर्जा भण्डारण / थर्मल भण्डारण र चिसो भण्डारण

पम्प गरिएको भण्डारण:

त्यहाँ दुईवटा माथिल्लो र तल्लो जलाशयहरू छन्, ऊर्जा भण्डारणको क्रममा माथिल्लो जलाशयमा पानी पम्प गर्ने र विद्युत उत्पादनको क्रममा तल्लो जलाशयमा पानी खसाल्ने। प्रविधि परिपक्व छ। 2020 को अन्त्य सम्म, पम्प गरिएको भण्डारण क्षमताको विश्वव्यापी स्थापित क्षमता 159 मिलियन किलोवाट थियो, कुल ऊर्जा भण्डारण क्षमताको 94% हो। हाल, मेरो देशले कुल 32.49 मिलियन किलोवाट पम्प भण्डारण पावर स्टेशनहरू सञ्चालनमा राखेको छ; निर्माणाधीन पम्प भण्डारण पावर स्टेशनहरूको पूर्ण स्केल 55.13 मिलियन किलोवाट छ। निर्मित र निर्माणाधीन दुवैको मापन विश्वमा पहिलो स्थानमा छ। ऊर्जा भण्डारण पावर स्टेशनको स्थापित क्षमता हजारौं मेगावाट पुग्न सक्छ, वार्षिक ऊर्जा उत्पादन धेरै अरब kWh पुग्न सक्छ, र कालो स्टार्ट गति केही मिनेटको क्रममा हुन सक्छ। हाल, चीनमा सञ्चालनमा रहेको सबैभन्दा ठूलो ऊर्जा भण्डारण पावर स्टेशन, हेबेई फेङनिङ पम्पेड स्टोरेज पावर स्टेशनको स्थापना क्षमता 3.6 मिलियन किलोवाट र वार्षिक 6.6 बिलियन kWh को ऊर्जा उत्पादन क्षमता छ (जसले 8.8 बिलियन kWh अतिरिक्त बिजुली शोषण गर्न सक्छ, लगभग 75% को दक्षता संग)। कालो सुरु समय 3-5 मिनेट। यद्यपि पम्प गरिएको भण्डारणलाई सामान्यतया सीमित साइट चयन, लामो लगानी चक्र, र महत्त्वपूर्ण लगानीको बेफाइदाहरू मानिन्छ, यो अझै पनि सबैभन्दा परिपक्व प्रविधि, सबैभन्दा सुरक्षित सञ्चालन, र सबैभन्दा कम लागत ऊर्जा भण्डारण साधन हो। राष्ट्रिय ऊर्जा प्रशासनले पम्प भण्डारणको लागि मध्यम र दीर्घकालीन विकास योजना (२०२१-२०३५) जारी गरेको छ।

2025 सम्म, पम्प गरिएको भण्डारणको कुल उत्पादन स्केल 62 मिलियन किलोवाट भन्दा बढी हुनेछ; 2030 सम्म, पूर्ण उत्पादन स्केल लगभग 120 मिलियन किलोवाट हुनेछ; 2035 सम्ममा, नयाँ ऊर्जाको उच्च अनुपात र ठूलो मात्रामा विकासको आवश्यकताहरू पूरा गर्ने आधुनिक पम्प भण्डारण उद्योग गठन गरिनेछ।

Hebei Fengning पम्प गरिएको भण्डारण पावर स्टेशन - तल्लो जलाशय

संकुचित वायु ऊर्जा भण्डारण:

जब बिजुली लोड कम हुन्छ, हावा संकुचित र बिजुली द्वारा भण्डारण गरिन्छ (सामान्यतया भूमिगत नुन गुफाहरू, प्राकृतिक गुफाहरू, आदिमा राखिन्छ)। जब बिजुली खपत चरम मा, उच्च-दबाव हावा बिजुली उत्पादन गर्न जेनेरेटर चलाउन जारी गरिन्छ।

संकुचित वायु ऊर्जा भण्डारण

कम्प्रेस्ड हावा ऊर्जा भण्डारण सामान्यतया GW-स्केल ठूलो-स्तरीय ऊर्जा भण्डारणको लागि पम्प भण्डारण पछि दोस्रो सबैभन्दा उपयुक्त प्रविधि मानिन्छ। अझै, यो यसको थप कडा साइट चयन अवस्था, उच्च लगानी लागत, र पम्प भण्डारण भन्दा ऊर्जा भण्डारण दक्षता द्वारा सीमित छ। कम, संकुचित वायु ऊर्जा भण्डारणको व्यावसायिक प्रगति सुस्त छ। यस वर्षको सेप्टेम्बर (२०२१) सम्म, मेरो देशको पहिलो ठूलो कम्प्रेस्ड वायु ऊर्जा भण्डारण परियोजना - जियाङ्सु जिनतान साल्ट गुफा कम्प्रेस्ड एयर एनर्जी भण्डारण राष्ट्रिय परीक्षण प्रदर्शन परियोजना, भर्खरै ग्रिडमा जडान भएको छ। परियोजनाको पहिलो चरणको स्थापित क्षमता 2021 मेगावाट छ, र शक्ति रूपान्तरण दक्षता लगभग 60% छ; आयोजनाको दीर्घकालीन निर्माण स्केल १००० मेगावाट पुग्ने छ । अक्टोबर २०२१ मा, मेरो देशले स्वतन्त्र रूपमा विकसित गरेको पहिलो १० मेगावाटको उन्नत कम्प्रेस्ड वायु ऊर्जा भण्डारण प्रणाली बिजी, गुइझोउमा ग्रिडमा जोडिएको थियो। यसले कम्प्याक्ट वायु ऊर्जा भण्डारणको व्यावसायिक सडक भर्खरै सुरु भएको छ भन्न सक्छ, तर भविष्य आशाजनक छ।

Jintan संकुचित वायु ऊर्जा भण्डारण परियोजना।

पग्लिएको नुन ऊर्जा भण्डारण:

पग्लिएको नुन ऊर्जा भण्डारण, सामान्यतया सौर्य थर्मल पावर उत्पादनसँग मिलाएर, सूर्यको किरणलाई केन्द्रित गर्छ र तातोलाई पग्लिएको नुनमा भण्डारण गर्छ। बिजुली उत्पादन गर्दा, पग्लिएको नुन तातो बिजुली उत्पादन गर्न प्रयोग गरिन्छ, र ती मध्ये धेरैले टर्बाइन जेनेरेटर चलाउन स्टीम उत्पन्न गर्दछ।

पग्लिएको नुन तातो भण्डारण

उनीहरूले चीनको सबैभन्दा ठूलो सौर्य थर्मल पावर स्टेशनमा हाई-टेक डुनहुआंग १०० मेगावाटको पग्लिएको नुन टावर सौर्य थर्मल पावर स्टेशनको नारा लगाए। डेलिङ्गा १३५ मेगावाटको सिएसपी आयोजनाको निर्माण कार्य सुरु भएको छ । यसको ऊर्जा भण्डारण समय 100 घण्टा पुग्न सक्छ। आयोजनाको कुल लगानी ३ अर्ब १६ करोड युआन रहेको छ । यो सेप्टेम्बर 135, 11 अघि आधिकारिक रूपमा ग्रिडमा जडान गर्ने योजना छ, र यसले हरेक वर्ष लगभग 3.126 मिलियन kWh बिजुली उत्पादन गर्न सक्छ।

Dunhuang CSP स्टेशन

भौतिक ऊर्जा भण्डारण प्रविधिहरूमा फ्लाईव्हील ऊर्जा भण्डारण, शीत भण्डारण ऊर्जा भण्डारण आदि समावेश छन्।

2. विद्युत ऊर्जा भण्डारण:

Supercapacitor: यसको कम ऊर्जा घनत्व (तल हेर्नुहोस्) र गम्भीर आत्म-डिस्चार्ज द्वारा सीमित, यो हाल केवल वाहन ऊर्जा रिकभरी, तत्काल चोटी शेभिङ, र उपत्यका भर्ने को सानो दायरामा प्रयोग गरिन्छ। सामान्य अनुप्रयोगहरू सांघाई याङ्शान गहिरो पानी पोर्ट हुन्, जहाँ 23 क्रेनहरूले पावर ग्रिडलाई महत्त्वपूर्ण रूपमा प्रभाव पार्छन्। पावर ग्रिडमा क्रेनको प्रभावलाई कम गर्नको लागि, ब्याकअप स्रोतको रूपमा 3MW/17.2KWh सुपर क्याप्यासिटर ऊर्जा भण्डारण प्रणाली स्थापना गरिएको छ, जसले लगातार 20s बिजुली आपूर्ति प्रदान गर्न सक्छ।

सुपर कन्डक्टिङ ऊर्जा भण्डारण: हटाइयो

3. इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण:

यस लेखले निम्न कोटिहरूमा व्यावसायिक इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण वर्गीकरण गर्दछ:

लीड-एसिड, सीसा-कार्बन ब्याट्रीहरू

प्रवाह ब्याट्री

लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू, सोडियम-आयन ब्याट्रीहरू, आदि सहित धातु-आयन ब्याट्रीहरू।

रिचार्जेबल मेटल-सल्फर/अक्सिजन/एयर ब्याट्रीहरू

अन्य

लीड-एसिड र लीड-कार्बन ब्याट्रीहरू: परिपक्व ऊर्जा भण्डारण प्रविधिको रूपमा, कार स्टार्टअपहरूमा, सीसा-एसिड ब्याट्रीहरू व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, संचार आधार स्टेशन पावर प्लान्टहरूको लागि ब्याकअप पावर आपूर्ति, इत्यादि। लीड-एसिड ब्याट्रीको Pb नकारात्मक इलेक्ट्रोड पछि। कार्बन सामग्रीको साथ डोप गरिएको छ, नेतृत्व-कार्बन ब्याट्रीले प्रभावकारी रूपमा ओभर-डिस्चार्ज समस्या सुधार गर्न सक्छ। Tianneng को 2020 वार्षिक प्रतिवेदन अनुसार, कम्पनी द्वारा सम्पन्न राज्य ग्रिड Zhicheng (Jinling सबस्टेशन) 12MW/48MWh लेड-कार्बन ऊर्जा भण्डारण परियोजना Zhejiang प्रान्त र सम्पूर्ण देशमा पहिलो सुपर-ठूलो सीसा-कार्बन ऊर्जा भण्डारण पावर स्टेशन हो।

फ्लो ब्याट्री: फ्लो ब्याट्रीमा सामान्यतया इलेक्ट्रोडहरूबाट बग्ने कन्टेनरमा भण्डार गरिएको तरल पदार्थ हुन्छ। चार्ज र डिस्चार्ज आयन एक्सचेंज झिल्ली मार्फत पूरा हुन्छ; तलको चित्रलाई सन्दर्भ गर्नुहोस्।

फ्लो ब्याट्री योजनाबद्ध

थप प्रतिनिधि सबै भ्यानेडियम प्रवाह ब्याट्री को दिशा मा, Guodian Longyuan, 5MW/10MWh परियोजना, डालियान इन्स्टिच्युट अफ केमिकल फिजिक्स र डालियान रोन्ग्के ऊर्जा भण्डारण द्वारा सम्पन्न, सबै भन्दा व्यापक सबै भ्यानेडियम प्रवाह ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणाली थियो। त्यस समयको विश्व, जुन हाल निर्माणाधीन छ, ठूलो स्केलको सबै भ्यानेडियम रेडक्स फ्लो ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणाली २०० मेगावाट/८०० मेगावाट सम्म पुग्छ।

मेटल-आयन ब्याट्री: सबैभन्दा छिटो-बढ्दो र सबैभन्दा व्यापक रूपमा प्रयोग हुने इलेक्ट्रोकेमिकल ऊर्जा भण्डारण प्रविधि। तिनीहरू मध्ये, लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू सामान्यतया उपभोक्ता इलेक्ट्रोनिक्स, पावर ब्याट्रीहरू, र अन्य क्षेत्रहरूमा प्रयोग गरिन्छ, र ऊर्जा भण्डारणमा तिनीहरूको अनुप्रयोगहरू पनि बढ्दै गएका छन्। लिथियम-आयन ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रयोग गर्ने निर्माणाधीन अघिल्लो Huawei परियोजनाहरू सहित, अहिलेसम्म निर्मित सबैभन्दा ठूलो लिथियम-आयन ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण परियोजना चरण I 300MW/1200MWh र दोस्रो चरण 100MW/400MWh, a Moss Landing ऊर्जा भण्डारण स्टेशन हो। कुल 400MW/1600MWh।

लिथियम-आयन ब्याट्री

लिथियम उत्पादन क्षमता र लागतको सीमितताका कारण, सोडियम आयनहरूलाई अपेक्षाकृत कम ऊर्जा घनत्वको साथ प्रतिस्थापन गर्दै तर प्रचुर मात्रामा भण्डारहरूले मूल्य घटाउने अपेक्षा गरिएको छ लिथियम-आयन ब्याट्रीहरूको लागि विकास मार्ग भएको छ। यसको सिद्धान्त र प्राथमिक सामग्रीहरू लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू जस्तै छन्, तर यो अझै ठूलो मात्रामा औद्योगिकीकरण भएको छैन। , अवस्थित रिपोर्टहरूमा सञ्चालनमा राखिएको सोडियम-आयन ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणालीले 1MWh मात्र स्केल देखेको छ।

एल्युमिनियम-आयन ब्याट्रीहरूमा उच्च सैद्धान्तिक क्षमता र प्रचुर मात्रामा भण्डारहरूको विशेषताहरू छन्। यो लिथियम-आयन ब्याट्रीहरू प्रतिस्थापन गर्ने अनुसन्धान दिशा पनि हो, तर त्यहाँ कुनै स्पष्ट व्यावसायीकरण मार्ग छैन। भर्खरै लोकप्रिय भएको भारतीय कम्पनीले अर्को वर्ष एल्युमिनियम-आयन ब्याट्री उत्पादन गर्ने र १० मेगावाटको ऊर्जा भण्डारण इकाई निर्माण गर्ने घोषणा गरेको छ। पर्खौं र हेरौं।

पर्खनुहोस् र हेर्नुहोस्

रिचार्ज गर्न मिल्ने धातु-सल्फर/अक्सिजन/एयर ब्याट्रीहरू: लिथियम-सल्फर, लिथियम-अक्सिजन/एयर, सोडियम-सल्फर, रिचार्ज गर्न मिल्ने एल्युमिनियम-एयर ब्याट्रीहरू, इत्यादि, आयन ब्याट्रीहरू भन्दा उच्च ऊर्जा घनत्व सहित। व्यापारीकरण को वर्तमान प्रतिनिधि सोडियम-सल्फर ब्याट्री हो। NGK हाल सोडियम-सल्फर ब्याट्री प्रणालीहरूको प्रमुख आपूर्तिकर्ता हो। सञ्चालनमा राखिएको विशाल स्केल संयुक्त अरब इमिरेट्समा 108MW/648MWh सोडियम-सल्फर ब्याट्री ऊर्जा भण्डारण प्रणाली हो।

4. रासायनिक ऊर्जा भण्डारण: दशक पहिले, श्रोडिङगरले लेखे कि जीवन नकारात्मक एन्ट्रोपी प्राप्त गर्नमा निर्भर गर्दछ। तर यदि तपाईं बाह्य ऊर्जामा भर पर्नुभएन भने, एन्ट्रोपी बढ्नेछ, त्यसैले जीवनले शक्ति लिनुपर्छ। जीवनले आफ्नो बाटो खोज्छ, र ऊर्जा भण्डारण गर्न, बिरुवाहरूले प्रकाश संश्लेषण मार्फत जैविक पदार्थमा सौर्य ऊर्जालाई रासायनिक ऊर्जामा रूपान्तरण गर्छन्। रासायनिक ऊर्जा भण्डारण सुरुदेखि नै प्राकृतिक विकल्प भएको छ। रासायनिक ऊर्जा भण्डारण मानव जातिको लागि एक बलियो ऊर्जा भण्डारण विधि भएको छ किनभने यसले भोल्टहरूलाई विद्युतीय स्ट्याकहरूमा बनायो। अझै, ठूलो मात्रामा ऊर्जा भण्डारणको व्यावसायिक उपयोग भर्खरै सुरु भएको छ।

हाइड्रोजन भण्डारण, मिथानोल, इत्यादि: हाइड्रोजन ऊर्जामा उच्च ऊर्जा घनत्व, सरसफाई र वातावरणीय संरक्षणको उत्कृष्ट फाइदाहरू छन् र यसलाई भविष्यमा एक आदर्श ऊर्जा स्रोतको रूपमा व्यापक रूपमा मानिन्छ। हाइड्रोजन उत्पादन → हाइड्रोजन भण्डारण → इन्धन सेलको मार्ग पहिले नै बाटोमा छ। हाल, मेरो देशमा 100 भन्दा बढी हाइड्रोजन इन्फ्युलिङ स्टेशनहरू बनाइएका छन्, जुन बेइजिङमा रहेको विश्वको सबैभन्दा ठूलो हाइड्रोजन इन्फ्युलिङ स्टेशन सहित विश्वको शीर्ष स्थानमा परेको छ। यद्यपि, हाइड्रोजन भण्डारण प्रविधिको सीमितता र हाइड्रोजन विस्फोटको जोखिमका कारण, मेथानोलद्वारा प्रतिनिधित्व गरिएको अप्रत्यक्ष हाइड्रोजन भण्डारण भविष्यको ऊर्जाको लागि आवश्यक मार्ग पनि हुन सक्छ, जस्तै डालियान इन्स्टिच्युटमा ली क्यानको टोलीको "तरल सूर्यलाइट" प्रविधि। रसायन विज्ञान, चिनियाँ विज्ञान एकेडेमी।

मेटल-एयर प्राइमरी ब्याट्रीहरू: उच्च सैद्धान्तिक ऊर्जा घनत्वको साथ एल्युमिनियम-एयर ब्याट्रीहरू द्वारा प्रतिनिधित्व, तर व्यापारीकरणमा थोरै प्रगति भएको छ। फिनर्जी, धेरै रिपोर्टहरूमा उल्लेख गरिएको एक प्रतिनिधि कम्पनीले आफ्ना गाडीहरूको लागि एल्युमिनियम-एयर ब्याट्रीहरू प्रयोग गर्‍यो। एक हजार माइल, ऊर्जा भण्डारणमा अग्रणी समाधान रिचार्जेबल जिंक-एयर ब्याट्रीहरू हो।