¿Qué es exactamente el almacenamiento de energía de nueva generación? ¿Cómo se desarrolla?
Cuando el consumo de energía es bajo, utilice la energía eléctrica para comprimir el aire dentro de la caverna de sal;
Cuando el consumo de energía alcanza su punto máximo, se libera el aire para impulsar la turbina de aire y generar electricidad.
En el proyecto de almacenamiento de energía mediante aire comprimido en una caverna de sal en Jintan, Jiangsu, la caverna subterránea de sal de mil metros de profundidad 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 mediante aire comprimido forma parte de una nueva familia de sistemas de almacenamiento de energía. Recientemente, mi país publicó el "14.º 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 pasen de la fase inicial de comercialización a la fase de desarrollo a gran escala y cumplan las condiciones para su aplicación comercial a gran escala.
Entonces, ¿qué es exactamente el almacenamiento de energía de nueva generación? ¿Cómo desarrollarlo durante el período del “14º Plan Quinquenal”?
En términos generales, el almacenamiento de energía de nueva generación se refiere a nuevas tecnologías de almacenamiento de energía distintas del almacenamiento por bombeo, incluidas las nuevas baterías de iones de litio, las baterías de flujo, los volantes de inercia, el aire comprimido, el almacenamiento de energía de hidrógeno (amoniaco), el almacenamiento de energía térmica (fría), etc.
Por supuesto, el almacenamiento por bombeo tradicional no es cosa del pasado. Sigue siendo la tecnología de almacenamiento de energía más madura y económica en la actualidad. Cuenta con un modelo de negocio bien definido y es apta para el desarrollo y la construcción a gran escala.
Debes saber que la energía eólica y la fotovoltaica "se alimentan del cielo", y su generación de energía es volátil e intermitente, dependiendo de si hay calor extremo y ausencia de viento, o frío extremo y cielo nublado. Con la aplicación a gran escala y en alta proporción en el futuro, junto con la transformación de la energía del carbón y la desaceleración de la nueva capacidad instalada, si no hay viento, ni luz, ni frío extremo, la producción de energía eólica y fotovoltaica se reducirá drásticamente. ¿Quién suministrará la energía necesaria para garantizar la seguridad?
El almacenamiento de energía puede entenderse comúnmente como el de un "banco de energía", que se carga cuando la energía eólica y fotovoltaica está en auge o cuando el consumo eléctrico es bajo, y se descarga cuando la producción eólica es baja o el consumo eléctrico alcanza su punto máximo. No solo puede estabilizar la generación de energía fotovoltaica y eólica, e incrementar la proporción de energías renovables, sino que también puede cooperar 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, mejorando así su flexibilidad.
El ciclo de construcción de los sistemas de almacenamiento de energía renovable es corto, la selección del emplazamiento es sencilla y flexible, su capacidad de adaptación es sólida y se ajusta mejor al desarrollo y consumo de energías renovables. Estas ventajas se hacen cada vez más evidentes. Por ello, es imprescindible 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 hidroeléctrica de 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 para las centrales hidroeléctricas de bombeo a menudo requiere un lugar con un gran desnivel del terreno, pero con fuertes beneficios de capacidad y una gran escala de estación individual, es adecuado para aplicaciones a gran escala y a nivel de sistema en el lado de la red; el nuevo cuerpo de almacenamiento de energía de una sola estación El volumen puede ser grande o pequeño, con una fuerte adaptabilidad ambiental, y se puede desplegar de manera flexible en varios escenarios de aplicación, como suministro de energía, red eléctrica y lado del usuario, y se puede utilizar como un complemento incremental para el almacenamiento por bombeo.
En cuanto a la capacidad de ajuste, la velocidad de respuesta del nuevo sistema de almacenamiento de energía electroquímica es rápida, pudiendo responder en cuestión de milisegundos o segundos.
Actualmente, el sector de almacenamiento de energía de nuestro país ha pasado de la fase de investigación y desarrollo a la etapa inicial de comercialización, logrando avances sustanciales. Las baterías de iones de litio, el almacenamiento de energía mediante aire comprimido y otras tecnologías han alcanzado un nivel líder a nivel mundial.
CATL
Por ejemplo, en la tecnología de almacenamiento de energía electroquímica, en los últimos cinco años, la densidad energética de las baterías de litio representadas por CATL se ha duplicado con creces, la vida útil ha aumentado entre 2 y 3 veces, y el coste de aplicación se ha reducido en más de un 60%.
Anteriormente, el almacenamiento de energía renovable se utilizaba principalmente como componente auxiliar de las centrales térmicas para la regulación de frecuencia. Tras la clarificación de su posición independiente en el mercado, y con la futura introducción de políticas de precios de la electricidad, el almacenamiento de energía renovable podrá participar de forma independiente en la gestión de la red, la liquidación de transacciones, etc., lo que contribuirá a acelerar su desarrollo y su 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 mayor proporción. En 2021, entre los nuevos proyectos de almacenamiento de energía recién puestos en operación 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 operación 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 en baterías de litio es bueno, pero aún se deben resolver los problemas de seguridad y de recuperación de recursos; las baterías de flujo líquido son seguras y fáciles de reciclar y regenerar, pero el costo del sistema es relativamente alto.
Almacenamiento de energía de vanguardia: batería de flujo redox totalmente de vanadio
A diferencia de los recursos de litio, China es un gran país con importantes recursos de vanadio; sus reservas ocupan el primer lugar en el mundo y, además, tenemos el poder de fijar los precios, lo que nos permite ser más proactivos.
La batería de flujo de vanadio puro es un tipo de batería de flujo que utiliza el cambio del 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 del 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 puro son más seguras. La batería de flujo redox de vanadio puro 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 que se puso en funcionamiento anteriormente en China es el antiguo proyecto de almacenamiento de energía eólica Guodian Longyuan Woniushi y el proyecto nacional de demostración de la central eléctrica de almacenamiento de energía con baterías de flujo líquido de Dalian. Ambos proyectos utilizan la tecnología de baterías de flujo del Instituto de Física Química de Dalian de la Academia China de Ciencias. 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 de forma independiente por Shanghai Electric, superó 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 de la cadena de valor de la industria de baterías de flujo redox de vanadio, tanto en la fase inicial como en la intermedia y final, representados por Vanadium Titanium Co., Ltd., líder en productos de vanadio con un valor de mercado de más de 47.000 millones de yuanes, y Dalian Rongke Energy Storage, están colaborando con Panzhihua, la capital del vanadio y el titanio, para crear una "Capital China de la Energía de Vanadio".
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 en la creación de Sichuan Vanadium Energy Storage Technology Co., Ltd., de la cual Vanadium Titanium Co., Ltd. representó el 51% del capital social y Dalian Rongke el 49%.
En cualquier caso, el nuevo sistema de almacenamiento de energía se ha vuelto imparable.
Al mismo tiempo, el almacenamiento de energía renovable constituye un importante apoyo para alcanzar el objetivo de neutralidad de carbono en el momento de máxima emisión 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 tiene a las empresas como eje principal, está orientado al mercado y combina producción, educación, investigación y aplicación.
Nuevos sistemas de almacenamiento de energía: el futuro se presenta prometedor.
Fecha de publicación: 23 de septiembre de 2023