¿Qué es exactamente el nuevo almacenamiento de energía? ¿Cómo desarrollarlo?

¿Qué es exactamente el nuevo almacenamiento de energía? ¿Cómo desarrollarlo?

Cuando el consumo de energía es bajo, utilice la energía eléctrica para comprimir el aire en la caverna de sal;

Cuando el consumo de energía alcanza su punto máximo, se libera aire para impulsar la turbina de aire y generar electricidad.

En el proyecto de almacenamiento de energía de aire comprimido en cavernas de sal de Jintan, Jiangsu, la caverna de sal subterránea de mil metros se transforma en un "banco de energía" a gran escala. Un ciclo de almacenamiento de energía puede almacenar 300.000 kWh de electricidad, lo que equivale al consumo eléctrico diario de 60.000 habitantes.

Este sistema de almacenamiento de energía por aire comprimido forma parte de una nueva familia de sistemas de almacenamiento de energía. Recientemente, mi país publicó el XIV Plan Quinquenal de Implementación para el Desarrollo de Nuevos Sistemas de Almacenamiento de Energía, que propone que, para 2025, los nuevos sistemas de almacenamiento de energía entren en la fase de desarrollo a gran escala desde su fase inicial de comercialización y cumplan las condiciones para su aplicación comercial a gran escala.

Entonces, ¿qué es exactamente el nuevo almacenamiento de energía? ¿Cómo desarrollarlo durante el XIV Plan Quinquenal?

En términos generales, el nuevo almacenamiento de energía se refiere a nuevas tecnologías de almacenamiento de energía distintas del almacenamiento por bombeo, incluidas nuevas baterías de iones de litio, baterías de flujo, volantes de inercia, aire comprimido, almacenamiento de energía de hidrógeno (amoníaco), almacenamiento de energía térmica (fría), etc.

Por supuesto, la acumulación por bombeo tradicional no es cosa del pasado. Sigue siendo la tecnología de almacenamiento de energía más madura y económica en la actualidad. Ha consolidado un modelo de negocio claro y es idónea para el desarrollo y la construcción a gran escala.

Es importante saber que la energía eólica y la fotovoltaica están "devorando el cielo", y su generación de energía es volátil e intermitente, "extremadamente calurosa y sin viento" y "extremadamente fría y monótona". Con su aplicación a gran escala y en gran proporción en el futuro, sumada a la transformación de la energía del carbón y la desaceleración de la nueva capacidad instalada, si no hay viento, luz y condiciones climáticas extremas, la producción de energía eólica y fotovoltaica se reducirá considerablemente. ¿Y quién la suministrará para protegerla?

La función del almacenamiento de energía puede entenderse comúnmente como un "banco de energía", que se carga cuando la energía eólica y fotovoltaica experimentan un auge o cuando el consumo eléctrico es bajo, y se descarga cuando la producción de energía eólica es baja o el consumo eléctrico alcanza su pico máximo. No solo puede mitigar la inestabilidad en la generación de energía fotovoltaica y eólica, aumentar la proporción de energías renovables, sino que también coopera con la energía térmica convencional, la energía nuclear y otras fuentes de energía para proporcionar servicios auxiliares como la regulación de picos y la regulación de frecuencia para el funcionamiento del sistema eléctrico, y mejorar su flexibilidad.

El ciclo de construcción de nuevos sistemas de almacenamiento de energía es corto, la selección del emplazamiento es sencilla y flexible, la capacidad de adaptación es sólida y la adaptación al desarrollo y consumo de nuevas energías es mejor. Las ventajas se están evidenciando gradualmente. Es imperativo acelerar la aplicación a gran escala de la tecnología avanzada de almacenamiento de energía.

Por ejemplo, el período de construcción: el período de construcción de la central eléctrica de almacenamiento por bombeo suele ser de 6 a 8 años, el período de construcción del proyecto de almacenamiento de energía electroquímica en el nuevo almacenamiento de energía es de 3 a 6 meses, y el período de construcción del nuevo proyecto de almacenamiento de energía de aire comprimido es generalmente de 1,5 a 2 años.

Otro ejemplo es la selección del sitio y los escenarios de aplicación: la selección del sitio de las centrales eléctricas de almacenamiento por bombeo a menudo requiere un lugar con un gran desnivel del terreno, pero con fuertes beneficios de capacidad y una gran escala de estación única, es adecuado para aplicaciones a gran escala y a nivel de sistema en el lado de la red; el nuevo cuerpo de estación única de almacenamiento de energía El volumen puede ser grande o pequeño, con una fuerte adaptabilidad ambiental y se puede implementar de manera flexible en varios escenarios de aplicación, como suministro de energía, red eléctrica y lado del usuario, y se puede utilizar como un suplemento incremental para el almacenamiento por bombeo.

En cuanto a la capacidad de ajuste, la velocidad de respuesta del nuevo almacenamiento de energía electroquímica es rápida y puede responder en milisegundos o segundos.

Actualmente, el nuevo sistema de almacenamiento de energía de mi país ha pasado de la fase de investigación y desarrollo a la fase inicial de comercialización, logrando avances sustanciales. Las baterías de iones de litio, el almacenamiento de energía por aire comprimido y otras tecnologías han alcanzado un nivel de liderazgo mundial.

CATL

Por ejemplo, la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica, en los últimos cinco años, la densidad de energía de las baterías de litio representadas por CATL se ha más que duplicado, el ciclo de vida ha aumentado de 2 a 3 veces y el costo de aplicación ha disminuido en más del 60%.

Anteriormente, el almacenamiento de energía renovable se utilizaba principalmente como componente auxiliar de las centrales térmicas para participar en la regulación de frecuencia. Tras definir su posición independiente en el mercado, junto con la futura introducción de políticas de precios de la electricidad, el almacenamiento de energía renovable podrá participar de forma independiente en el despacho de la red, la liquidación de transacciones, etc., lo que favorece la aceleración de su desarrollo. El ritmo de comercialización.

Sin embargo, hay un fenómeno al que se debe prestar atención: más del 80% de los nuevos proyectos de almacenamiento de energía actualmente en construcción son baterías de iones de litio, lo que representa la proporción más alta. En 2021, entre los nuevos proyectos de almacenamiento de energía recién puestos en funcionamiento en China, los diez principales proveedores de tecnología de almacenamiento de energía con capacidad instalada son: Ningde Times, China National Energy Storage, EVE Power, Penghui Energy, Narada Power, Haiji Xin Energy, Lishen, Envision Power, China Innovation Aviation y Zhongtian Technology. En 2021, entre los nuevos proyectos de almacenamiento de energía recién puestos en funcionamiento en China, los diez principales proveedores de PCS de almacenamiento de energía con capacidad instalada son: Shangneng Electric, Kehua Shuneng, Soying Electric, NARI Jibao, Sunshine Power, Shenghong shares, Huazi Technology, Zhiguang Energy Storage, Inovance Technology y XJ.

Otros tipos, como las baterías de flujo, las baterías de plomo-ácido, el almacenamiento térmico y el almacenamiento en frío, representan una proporción relativamente pequeña. El rendimiento general del almacenamiento de energía con baterías de litio es bueno, pero aún quedan por resolver los problemas de seguridad y recuperación de recursos. Las baterías de flujo líquido son seguras y fáciles de reciclar y regenerar, pero el coste del sistema es relativamente alto.

Almacenamiento de energía innovador: batería de flujo redox de vanadio

A diferencia de los recursos de litio, China es un gran país en recursos de vanadio, sus reservas ocupan el primer lugar en el mundo y el poder de fijación de precios también está en nuestras propias manos, lo que es más proactivo.

La batería de flujo de vanadio es un tipo de batería de flujo que utiliza el cambio de estado de valencia de los iones de vanadio para almacenar y liberar energía eléctrica. Funciona a temperatura y presión normales. El electrolito es una solución acuosa. El proceso de reacción solo implica el cambio de estado de valencia de los iones de vanadio. El electrolito es reciclable. En comparación con las baterías de iones de litio, las baterías de flujo redox de vanadio son más seguras. La batería de flujo redox de vanadio tiene un alto número de ciclos, que superan los 15 000, y su vida útil puede alcanzar los 20 años.

Según informes, State Grid, State Power Investment Corporation, National Energy Group, Huadian Group, Datang Group, Shanghai Electric, etc., han participado en proyectos de baterías de flujo redox de vanadio. El sistema de baterías de flujo redox de vanadio, puesto en funcionamiento anteriormente en China, es el antiguo proyecto de almacenamiento de energía eólica Guodian Longyuan Woniushi y el proyecto de demostración nacional de la central eléctrica de almacenamiento de energía con baterías de flujo líquido de Dalian para la reducción de picos. Ambos proyectos utilizan el Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias para la tecnología de baterías de flujo. El informe de mitad de período de 2021 de Shanghai Electric muestra que la central eléctrica de almacenamiento de energía con baterías de flujo redox de vanadio de 1 MW/1 MWh, desarrollada y fabricada independientemente por Shanghai Electric, ha superado con éxito la inspección de aceptación en el Parque Industrial de Energía Eólica del distrito de Haojiang, ciudad de Shantou, provincia de Guangdong.

Según los informes, los líderes upstream, midstream y downstream de la cadena industrial de baterías de flujo redox de vanadio, representados por Vanadium Titanium Co., Ltd., líder en productos de vanadio con un valor de mercado de más de 47 mil millones de yuanes, y Dalian Rongke Energy Storage, están trabajando junto con Panzhihua, la capital del vanadio y el titanio, para crear una "Capital de la energía de vanadio de China".

En octubre de 2022, Vanadium Titanium Co., Ltd. y Dalian Rongke firmaron un "Acuerdo de empresa conjunta" para invertir conjuntamente 31,61 millones de yuanes para establecer Sichuan Vanadium Energy Storage Technology Co., Ltd., de los cuales Vanadium Titanium Co., Ltd. representó el 51% del capital registrado, y Dalian Rongke representó el capital registrado. 49%.

En cualquier caso, el nuevo almacenamiento de energía se ha vuelto imparable.

Al mismo tiempo, el nuevo almacenamiento de energía también es un apoyo importante para lograr el objetivo de neutralidad de carbono en el pico de dióxido de carbono, y también es un canal importante para participar en la competencia internacional.

En la actualidad, está tomando forma un sistema de innovación en tecnología de almacenamiento de energía verde que toma a las empresas como organismo principal, está orientado al mercado y combina producción, educación, investigación y aplicación.

Nuevo almacenamiento de energía: el futuro que podemos esperar.