Lưu trữ năng lượng lâu dài là gì? Giá cả phải chăng như thế nào?

Dung lượng lưu trữ năng lượng kéo dài thường mô tả công nghệ lưu trữ năng lượng trong hơn 4 giờ. Hệ thống lưu trữ năng lượng lâu dài là một hệ thống không gian lưu trữ năng lượng có thể hiểu các chu kỳ sạc và giải phóng theo ngày, tháng và thậm chí cả thời gian để đáp ứng sự an toàn lâu dài của hệ thống điện. Giá thâm nhập của việc sản xuất năng lượng từ nguồn tài nguyên tái tạo càng lớn thì thời gian không gian lưu trữ năng lượng cần thiết càng dài.

Việc sản xuất năng lượng tái tạo có tính chất định kỳ, thời gian phát điện chính và thời gian tiêu thụ điện cao điểm không đồng đều và có khoảng cách giữa cung và cầu. Khi độ xuyên thấu tăng thì tấn cần ổn định hệ thống điện tăng cường. So với không gian lưu trữ năng lượng ngắn hạn, hệ thống không gian lưu trữ năng lượng lâu dài có thể nhận biết sự chuyển đổi năng lượng tốt hơn, di chuyển sức mạnh của hệ thống sản xuất tài nguyên tái tạo đến thời kỳ cao điểm của nhu cầu điện, cũng như đóng vai trò ổn định hệ thống điện cũng như duy trì nguồn điện trên quy mô lớn.

Cần phải có các tính năng cạo đỉnh và lấp đầy thung lũng của dự án công cụ lưu trữ năng lượng, cũng như phát triển thiết bị không gian lưu trữ năng lượng lâu dài được biểu thị bằng 4h. Theo dữ liệu của CAISO, hãy vẽ đường cong sạc và xả của các thiết bị lưu trữ năng lượng pin trong một ngày ở mùa hè California năm 2021.

Thiết bị lưu trữ năng lượng lưu trữ năng lượng điện ở công suất cao suốt cả ngày, cũng như phóng điện ở công suất cao vào thời điểm tiêu thụ điện năng cao nhất vào ban đêm, cũng như quá trình phóng điện ở độ cao kéo dài hơn 4 giờ.

Theo hồ sơ nghiên cứu của Strategen, đến năm 2045, năng lượng mặt trời sẽ trở thành nguồn tài nguyên tái tạo quan trọng nhất ở California, chiếm tới 75%. Để cân bằng việc sản xuất năng lượng mặt trời, điện năng cần được duy trì từ 8 đến 12 giờ trong ngày, đồng thời lượng lưu trữ và phân phối vào buổi tối chắc chắn cũng sẽ tăng lên. Nhiều nhất là phải phát hành liên tục trong 12 giờ. Sự phát triển của không gian lưu trữ năng lượng lâu dài là điều cần thiết.

Do tỷ lệ sản xuất năng lượng tái tạo ở Hoa Kỳ cao nên bang vàng là một trong những khu vực đầu tiên giải phóng nhiều hệ thống lưu trữ năng lượng với thời gian xả liên tục là 4 giờ.

Kể từ năm 2019, khu vực California đã thực sự bắt đầu triển khai hệ thống không gian lưu trữ điện 4 giờ. Theo dự báo của Strategen, Trạng thái vàng sẽ phát hành 2-11GW thiết bị lưu trữ năng lượng lâu dài vào năm 2030 và 45-55GW cấu hình không gian lưu trữ năng lượng dài hạn sẽ được hiểu vào năm 2045

Ba giai đoạn lưu trữ năng lượng lâu dài

Để có không gian lưu trữ năng lượng lâu dài, điều quan trọng nhất là hỗ trợ điều chỉnh linh hoạt hệ thống điện. Về cơ bản, trong hệ thống điện, phía cầu của nguồn tài nguyên linh hoạt chủ yếu là điện gió và các trung tâm phát điện quang điện; Tính linh hoạt của hệ thống điện nhìn chung đến từ 2 khía cạnh, một là khả năng phát điện linh hoạt của tổ máy phát điện ban đầu, hai là hệ thống lưu trữ. cấu hình của các trung tâm năng lượng

Khi đánh giá tốc độ đổi mới, chúng tôi đơn giản hóa khả năng thích ứng của công ty thành 3 phần: hệ thống kho hàng; phương pháp tiếp cận không gian lưu trữ năng lượng trưởng thành - lưu trữ bơm; những đổi mới về lưu trữ năng lượng hoàn toàn mới. Bằng cách này, có thể phác thảo sơ bộ quá trình tích trữ năng lượng khi tỷ lệ sản xuất năng lượng gió và mặt trời tăng dần.

Cụ thể có thể chia thành 3 giai đoạn:

Giai đoạn 1: Khoảng 10% sản lượng điện gió (đại diện cho giai đoạn Trung Quốc chắc chắn sẽ duy trì vào khoảng năm 2021):.

Giai đoạn cửa sổ chiến thuật để phát triển công nghệ lưu trữ năng lượng lâu dài hoàn toàn mới là ở giai đoạn này, các đơn vị sản xuất hiện có (điện than, điện khí) có thể được chuyển đổi để cung cấp nguồn hỗ trợ linh hoạt hơn nữa; phương pháp không gian lưu trữ năng lượng điển hình bơm lưu trữ do thời gian xây dựng Lâu hơn (6-8 năm), nó cần được dự định và triển khai ngay lập tức; Chi phí cho các dự án không gian lưu trữ năng lượng mới vẫn còn quá đắt, tuy nhiên nếu vẫn còn khoảng trống về tính linh hoạt thì các công việc không gian lưu trữ năng lượng mới cần phải được lấp đầy càng sớm càng tốt.

Giai đoạn 2: Mức khoảng 20% ​​sản lượng điện gió (tương ứng với giai đoạn Trung Quốc chắc chắn sẽ có vào khoảng năm 2025):.

Ở giai đoạn này, cuộc chiến quyết định nhằm tự động hóa công nghệ lưu trữ năng lượng lâu dài hoàn toàn mới nhằm giảm chi phí sẽ bước vào giai đoạn này. Việc cải tạo các cơ sở sản xuất hiện có về cơ bản đã hoàn thành và không thể mang lại sự linh hoạt theo từng bước hơn; Lực lượng chính; Hiện tại, nhu cầu về bộ lưu trữ năng lượng hoàn toàn mới thậm chí còn tăng lên nhiều hơn.

Giai đoạn 3: Về 30% sản lượng điện gió (đại diện cho giai đoạn của Trung Quốc khoảng năm 2030, đại diện cho giai đoạn Nhà nước vàng vào năm 2020):.

Công nghệ không gian lưu trữ năng lượng lâu dài được tối ưu hóa về mặt chi phí đang trong giai đoạn phát triển nhanh chóng về công suất lắp đặt. Ở giai đoạn này, các thiết bị hiện có không còn chỗ để cải tiến và dần bị loại bỏ; bơm tích năng bị hạn chế bởi nguồn địa lý và cũng không thể tiếp tục nâng cao; chỉ cần tin tưởng vào các công nghệ lưu trữ năng lượng lâu dài hoàn toàn mới Cung cấp các nguồn có khả năng thích ứng gia tăng.

Hạng mục không gian lưu trữ năng lượng lâu dài.

Chất lượng và mức giảm chi phí của công nghệ lưu trữ năng lượng rất đa dạng. Tùy theo các trường hợp ứng dụng khác nhau, các công nghệ lưu trữ năng lượng dài hạn sẽ cung cấp mô hình nhiều dòng.

Nói tóm lại, những đổi mới về không gian lưu trữ năng lượng dài hạn có thể được chia thành ba dòng chính: lưu trữ năng lượng cơ học, lưu trữ nhiệt điện và không gian lưu trữ năng lượng hóa học. Trong số đó, lưu trữ năng lượng cơ học bao gồm lưu trữ nước bơm và lưu trữ năng lượng khí nén; kho ấm chủ yếu là không gian lưu trữ ấm muối nóng chảy; Bộ lưu trữ năng lượng hóa học bao gồm không gian lưu trữ năng lượng của pin lithium-ion, bộ lưu trữ năng lượng của pin natri-ion cũng như bộ lưu trữ năng lượng của pin dòng chất lỏng.

Chi phí đầu tư ban đầu, hiệu quả lưu trữ năng lượng và vòng đời là ba khía cạnh cốt lõi.

1. Không gian lưu trữ năng lượng dài hạn rẻ tiền nhất: không gian lưu trữ thủy điện được bơm, khí nén, bộ lưu trữ năng lượng pin lithium-ion.

Xem xét chi phí sạc, không gian lưu trữ thủy điện được bơm và cải tiến lưu trữ năng lượng khí nén là một trong những giải pháp tiết kiệm chi phí nhất, trong khi không gian lưu trữ năng lượng pin lithium-ion là không gian lưu trữ năng lượng điện hóa công nghệ hiện đại với chi phí mỗi kilowatt giờ phải chăng nhất ở giai đoạn hiện tại, còn pin natri-ion và pin tuần hoàn đã giảm chi phí trên mỗi kilowatt giờ.

2. Khí nén: Khi hiệu suất được nâng lên 65%, điều kiện kinh tế dự kiến ​​sẽ vượt qua điều kiện kinh tế được bơm tích năng.

Với việc cải thiện hiệu suất lưu trữ năng lượng, chi phí trên mỗi đơn vị điện của công nghệ lưu trữ năng lượng bằng khí nén chắc chắn sẽ tiếp tục giảm và dự kiến ​​​​nó sẽ vượt quá lưu trữ thủy điện được bơm và trở thành đổi mới lưu trữ năng lượng quy mô lớn hiệu quả nhất về mặt chi phí. Đánh giá độ nhạy cho thấy rằng khi chi phí đầu tư đầu tiên là 1,4 nhân dân tệ/Wh, giả sử hiệu suất không gian lưu trữ năng lượng được nâng lên 70%/ 75%/ 80%, chi phí điện mỗi lần tính đến giá sạc có thể giảm xuống 0,834/ 0,806/ 0,782 nhân dân tệ/kWh.

Hiện tại, hiệu suất bố trí của hệ thống lưu trữ năng lượng khí nén tiên tiến 100MW/400MWh của Trương Gia Khẩu đã đạt 70,4% và hoạt động của nó chắc chắn sẽ được theo dõi liên tục trong tương lai.

3. Pin lithium-ion: Sau khi tỷ lệ lithium giảm, nó vẫn là một giải pháp lưu trữ năng lượng lâu dài tương đối phải chăng. Với tốc độ công nghiệp hóa và sự giảm giá tài nguyên, chi phí đầu tư ban đầu cho việc lưu trữ năng lượng lithium-ion dự kiến ​​sẽ giảm dần, điều này sẽ thúc đẩy môi trường kinh tế không gian lưu trữ năng lượng. Phân tích độ nhạy được thực hiện. Khi hiệu suất lưu trữ điện là 88%, giả sử rằng chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống lưu trữ năng lượng pin lithium-ion 10MW/50MWh giảm xuống 1,5/ 1,2/ 1,0 (nhân dân tệ/Wh), chi phí trên mỗi đơn vị năng lượng điện có tính đến giá thanh toán là 1,081/ 0,966/ 0,890 nhân dân tệ/kWh.

4. Pin dòng chất lỏng: chi phí đầu tư ban đầu và hiệu suất lưu trữ năng lượng là 2 hạn chế lớn. Với tốc độ của quy trình tự động hóa, chi phí đầu tư ban đầu cho không gian lưu trữ năng lượng pin tuần hoàn chất lỏng dự kiến ​​sẽ giảm và hiệu quả không gian lưu trữ năng lượng của nó sẽ tăng dần, điều này chắc chắn sẽ nâng cao hơn nữa hiệu quả của pin tuần hoàn. Chi phí KWH.

Hoàn thành mức độ phân tích độ nhạy, khi hiệu suất lưu trữ năng lượng là 75%, giả sử rằng chi phí đầu tư tài chính ban đầu của hệ thống không gian lưu trữ năng lượng pin tuần hoàn chất lỏng 10MW/50MWh giảm xuống 2,5/ 2,0/ 1,5 (nhân dân tệ/Wh), chi phí mỗi điện tính theo hóa đơn chi phí năng lượng điện sẽ giảm xuống còn 1,293/ 1,132/ 0,971 nhân dân tệ/kWh.

5. Pin natri-ion: Sau khi giảm giá mạnh, nó có thể được sử dụng như một dịch vụ lưu trữ năng lượng dài hạn với giá cả phải chăng. Khi quá trình công nghiệp hóa tăng lên, chi phí đầu tư tài chính sơ bộ cho việc lưu trữ năng lượng bằng pin natri-ion được dự đoán sẽ giảm dần, cải thiện đáng kể tình hình kinh tế về không gian lưu trữ năng lượng.

Thực hiện đánh giá độ nhạy, khi hiệu suất lưu trữ điện là 80%, giả sử chi phí đầu tư ban đầu của hệ thống lưu trữ năng lượng pin natri-ion 10MW/50MWh giảm xuống 1,6/ 1,3/ 1,0 (nhân dân tệ/Wh), giá mỗi đơn vị điện có tính đến tỷ lệ thanh toán là 1,263/ 1,153/ 1,044. nhân dân tệ/kWh. Khi chi phí đầu tư ban đầu giảm xuống còn 1,3 (nhân dân tệ/Wh), giá mỗi loại điện sẽ thấp hơn pin lithium-ion hiện có.