Johtamassa: Miten energian varastointi muokkaa B2B-asiakkaiden maisemaa

Yleiskatsaus energian varastointiteollisuuden kehitykseen ja soveltamiseen.

1. Johdatus energian varastointitekniikkaan.

Energian varastointi on energian varastointia. Se viittaa tekniikoihin, jotka muuntavat yhden energiamuodon vakaampaan muotoon ja varastoivat sen. Ne sitten vapauttavat sen tietyssä muodossa tarvittaessa. Erilaiset energian varastointiperiaatteet jakavat sen kolmeen tyyppiin: mekaaniseen, sähkömagneettiseen ja sähkökemialliseen. Jokaisella energian varastointityypillä on oma tehoalueensa, ominaisuutensa ja käyttötarkoituksensa.

Sillä on etuja. Näihin kuuluu pienempi maantieteellinen vaikutus. Niillä on myös lyhyt rakennusaika ja korkea energiatiheys. Tämän seurauksena sähkökemiallista energian varastointia voidaan käyttää joustavasti. Se toimii monissa energian varastointitilanteissa. Se on energian varastointiteknologia. Sillä on laajin käyttöalue ja suurin kehityspotentiaali. Tärkeimmät niistä ovat litiumioniakut. Niitä käytetään minuuteista tunteihin.

2. Energian varastoinnin sovellusskenaariot

Energian varastoinnilla on runsaasti sovellusmahdollisuuksia sähköjärjestelmässä. Energian varastoinnilla on kolme pääkäyttöä: sähköntuotanto, sähköverkko ja käyttäjät. Ne ovat:

Uusi energiantuotanto eroaa perinteisistä tyypeistä. Siihen vaikuttavat luonnonolosuhteet, kuten valo ja lämpötila. Sähköntuotanto vaihtelee vuodenajan ja päivän mukaan. Tehon säätäminen kysynnän mukaan on mahdotonta. Se on epävakaa energianlähde. Kun asennettu kapasiteetti tai sähköntuotannon osuus saavuttaa tietyn tason, se vaikuttaa sähköverkon vakauteen. Sähköjärjestelmän turvallisuuden ja vakauden varmistamiseksi uusi energiajärjestelmä käyttää energian varastointituotteita. Ne kytketään takaisin verkkoon sähköntuotannon tasoittamiseksi. Tämä vähentää uuden energian vaikutusta. Tähän kuuluvat aurinkosähkö ja tuulivoima. Ne ovat ajoittaisia ​​ja epävakaita. Se ratkaisee myös sähkönkulutusongelmia, kuten tuulen ja valaistuksen katoamista.

Perinteinen sähköverkon suunnittelu ja rakentaminen noudattaa maksimikuormitusmenetelmää. Näin tehdään sähköverkon puolella. Näin on uutta sähköverkkoa rakennettaessa tai kapasiteettia lisättäessä. Laitteiden on otettava huomioon maksimikuormitus. Tämä johtaa korkeisiin kustannuksiin ja alhaiseen resurssien käyttöön. Sähköverkon puoleisen energian varastoinnin lisääntyminen voi rikkoa alkuperäisen maksimikuormitusmenetelmän. Uutta sähköverkkoa rakennettaessa tai vanhaa laajennettaessa se voi vähentää verkon ruuhkautumista. Se edistää myös laitteiden laajentamista ja päivittämistä. Tämä säästää sähköverkon investointikustannuksissa ja parantaa resurssien käyttöä. Energian varastoinnissa käytetään kontteja pääasiallisena kantajana. Sitä käytetään sekä sähköntuotannossa että sähköverkon puolella. Sitä käytetään pääasiassa yli 30 kW:n tehoisissa sovelluksissa. Ne tarvitsevat suuremman tuotekapasiteetin.

Käyttäjäpuolen uusia energiajärjestelmiä käytetään pääasiassa sähkön tuottamiseen ja varastointiin. Tämä alentaa sähkökustannuksia ja vakauttaa energian varastointia tehon avulla. Samalla käyttäjät voivat myös käyttää energian varastointijärjestelmiä sähkön varastointiin, kun hinnat ovat alhaiset. Tämä antaa heille mahdollisuuden vähentää verkkosähkön käyttöä, kun hinnat ovat korkeat. He voivat myös myydä sähköä varastointijärjestelmästä ansaitakseen rahaa huippu- ja laaksohinnoista. Käyttäjäpuolen energian varastoinnissa käytetään kaappeja pääasiallisena kantajana. Se sopii sovelluksiin teollisuus- ja liikepuistoissa sekä hajautetuissa aurinkosähkövoimaloissa. Näiden teho on 1–10 kW. Tuotteen kapasiteetti on suhteellisen pieni.

3. ”Lähde-verkko-kuorma-varastointi” -järjestelmä on energian varastoinnin laajennettu sovellusskenaario

”Lähde-verkko-kuorma-varastointi” -järjestelmä on toimintatila. Se sisältää ratkaisun ”virtalähteestä, sähköverkosta, kuormasta ja energian varastoinnista”. Se voi parantaa energiankäytön tehokkuutta ja verkon turvallisuutta. Se voi korjata ongelmia, kuten verkon epävakautta puhtaan energian käytössä. Tässä järjestelmässä lähde on energiantoimittaja. Se sisältää uusiutuvan energian, kuten aurinko-, tuuli- ja vesivoiman. Se sisältää myös perinteisen energian, kuten hiilen, öljyn ja maakaasun. Verkko on energiansiirtoverkko. Se sisältää siirtolinjat ja sähköjärjestelmän laitteet. Kuorma on energian loppukäyttäjä. Se sisältää asukkaat, yritykset ja julkiset laitokset. Varastointi on energian varastointiteknologiaa. Se sisältää varastointilaitteet ja -teknologian.

Vanhassa sähköjärjestelmässä lämpövoimalaitokset ovat virtalähde. Kotitaloudet ja teollisuus ovat kuorma. Nämä kaksi ovat kaukana toisistaan. Sähköverkko yhdistää ne. Siinä käytetään laajaa, integroitua ohjaustilaa. Se on reaaliaikainen tasapainotustila, jossa virtalähde seuraa kuormaa.

”Uuden latauksen” järjestelmässä uusien energialähteiden latauskysyntä lisättiin käyttäjien ”kuormaksi”. Tämä on lisännyt huomattavasti sähköverkon painetta. Uudet energiamenetelmät, kuten aurinkosähkö, ovat antaneet käyttäjille mahdollisuuden toimia ”virtalähteenä”. Lisäksi uusien energialähteiden on ladattava nopeasti. Ja uusien energialähteiden tuottama sähkö on epävakaata. Siksi käyttäjät tarvitsevat ”energian varastointia” tasoittaakseen sähköntuotannon ja -käytön vaikutusta verkkoon. Tämä mahdollistaa huipputehon käytön ja läpivirtausenergian varastoinnin.

Uusi energiankäyttö monipuolistuu. Käyttäjät haluavat nyt rakentaa paikallisia mikroverkkoja. Nämä yhdistävät "virtalähteet" (valo), "energian varastoinnin" (varastointi) ja "kuormat" (lataus). Ne käyttävät ohjaus- ja viestintätekniikkaa useiden energialähteiden hallintaan. Ne antavat käyttäjien tuottaa ja käyttää uutta energiaa paikallisesti. Ne myös kytkeytyvät suureen sähköverkkoon kahdella tavalla. Tämä vähentää niiden vaikutusta verkkoon ja auttaa tasapainottamaan sitä. Pieni mikroverkko ja energian varastointi ovat "aurinkosähkön varastointi- ja latausjärjestelmä". Se on integroitu. Tämä on tärkeä "lähdeverkon kuorman varastoinnin" sovellus.

Energian varastointiteollisuuden sovellusnäkymät ja markkinakapasiteetti

CNESA:n raportin mukaan vuoden 2023 loppuun mennessä toiminnassa olevien energian varastointiprojektien kokonaiskapasiteetti oli 289,20 GW. Tämä on 21,92 % enemmän kuin vuoden 2022 lopussa, jolloin se oli 237,20 GW. Uusien energian varastointiprojektien asennettu kokonaiskapasiteetti oli 91,33 GW. Tämä on 99,62 % enemmän kuin edellisenä vuonna.

Vuoden 2023 loppuun mennessä Kiinan energian varastointiprojektien kokonaiskapasiteetti oli 86,50 GW. Se oli 44,65 % enemmän kuin vuoden 2022 lopussa, jolloin se oli 59,80 GW. Ne muodostavat nyt 29,91 % maailmanlaajuisesta kapasiteetista, mikä on 4,70 % enemmän kuin vuoden 2022 lopussa. Pumppuvoimalaitoksilla on näistä eniten kapasiteettia, 59,40 %. Markkinoiden kasvu tulee pääasiassa uusista energian varastointiratkaisuista. Tähän sisältyvät litiumioniakut, lyijyakut ja paineilma. Niiden kokonaiskapasiteetti on 34,51 GW. Tämä on 163,93 %:n kasvu viime vuodesta. Vuonna 2023 Kiinan uusien energian varastointiratkaisujen määrä kasvaa 21,44 GW, mikä on 191,77 %:n kasvu edellisvuoteen verrattuna. Uusiin energian varastointiratkaisuihin kuuluvat litiumioniakut ja paineilma. Molemmissa on satoja verkkoon kytkettyjä, megawattitason projekteja.

Uusien energian varastointiprojektien suunnittelun ja rakentamisen perusteella Kiinan uusista energian varastoinneista on tullut laajamittaisia. Vuonna 2022 projekteja on 1 799. Ne ovat suunnitteilla, rakenteilla tai toiminnassa. Niiden kokonaiskapasiteetti on noin 104,50 GW. Suurin osa käyttöönotetuista uusista energian varastointiprojekteista on pieniä ja keskisuuria. Niiden koko on alle 10 MW. Ne muodostavat noin 61,98 % kokonaismäärästä. Suunnitteilla ja rakenteilla olevat energian varastointiprojektit ovat enimmäkseen suuria. Ne ovat kooltaan 10 MW tai enemmän. Ne muodostavat 75,73 % kokonaismäärästä. Yli 402 100 megawatin projektia on työn alla. Niillä on perusta ja edellytykset varastoida energiaa sähköverkkoon.