Accueil / Blog / Connaissance de la batterie / Aperçu du stockage d'énergie commercial

Aperçu du stockage d'énergie commercial

08 janv., 2022

By hoppt

stockage d'Energie

Les énergies renouvelables sont un élément essentiel du plan à long terme de neutralité carbone. Indépendamment de la fusion nucléaire contrôlable, de l'exploitation minière spatiale et du développement mature à grande échelle de ressources hydroélectriques qui n'ont pas de voie commerciale à court terme, l'énergie éolienne et l'énergie solaire sont actuellement les sources d'énergie renouvelables les plus prometteuses. Pourtant, ils sont limités par les ressources éoliennes et lumineuses. Le stockage de l'énergie sera un élément essentiel de l'utilisation future de l'énergie. Cet article et les articles suivants incluront des technologies de stockage d'énergie commerciales à grande échelle, se concentrant principalement sur des cas de mise en œuvre.

Ces dernières années, la construction rapide de systèmes de stockage d'énergie a rendu certaines données passées inutiles, telles que "le stockage d'énergie à air comprimé au deuxième rang avec une capacité installée totale de 440 MW, et les batteries sodium-soufre au troisième rang, avec une échelle de capacité totale de 440 MW. 316MW", etc. De plus, la nouvelle selon laquelle Huawei a signé le "plus grand" projet de stockage d'énergie au monde avec 1300MWh est accablante. Cependant, selon les données existantes, 1300MWh n'est pas le projet de stockage d'énergie le plus important au monde. Le plus grand projet central de stockage d'énergie appartient au stockage par pompage. Pour les technologies de stockage d'énergie physique telles que le stockage d'énergie au sel, dans le cas du stockage d'énergie électrochimique, 1300MWh n'est pas le projet le plus important (cela peut aussi être une question de calibre statistique). La capacité actuelle du centre de stockage d'énergie de Moss Landing a atteint 1600 MWh (dont 1200 MWh en deuxième phase, 400 MWh en deuxième phase). Pourtant, l'entrée de Huawei a mis en lumière l'industrie du stockage d'énergie sur la scène.

Actuellement, les technologies de stockage d'énergie commercialisées et potentielles peuvent être classées en stockage d'énergie mécanique, stockage d'énergie thermique, stockage d'énergie électrique, stockage d'énergie chimique et stockage d'énergie électrochimique. La physique et la chimie sont essentiellement les mêmes, alors classons-les selon la pensée de nos prédécesseurs pour le moment.

  1. Stockage d'énergie mécanique / Stockage thermique et stockage de froid

Accumulation par pompage:

Il y a deux réservoirs supérieur et inférieur, pompant l'eau vers le réservoir supérieur pendant le stockage d'énergie et drainant l'eau vers le réservoir inférieur pendant la production d'électricité. La technologie est mature. À la fin de 2020, la capacité mondiale installée de capacité de stockage par pompage était de 159 millions de kilowatts, ce qui représente 94 % de la capacité totale de stockage d'énergie. À l'heure actuelle, mon pays a mis en service un total de 32.49 millions de kilowatts de centrales électriques à accumulation par pompage; la pleine échelle des centrales électriques à accumulation par pompage en construction est de 55.13 millions de kilowatts. L'échelle des constructions construites et en construction se classe au premier rang mondial. La capacité installée d'une centrale électrique de stockage d'énergie peut atteindre des milliers de MW, la production annuelle d'électricité peut atteindre plusieurs milliards de kWh et la vitesse de démarrage à vide peut être de l'ordre de quelques minutes. À l'heure actuelle, la plus grande centrale de stockage d'énergie en service en Chine, la centrale de stockage par pompage de Hebei Fengning, a une capacité installée de 3.6 millions de kilowatts et une capacité de production d'électricité annuelle de 6.6 milliards de kWh (qui peut absorber 8.8 milliards de kWh d'électricité excédentaire, avec une efficacité d'environ 75%). Temps de démarrage noir 3-5 minutes. Bien que le stockage par pompage soit généralement considéré comme présentant les inconvénients d'une sélection de sites limitée, d'un long cycle d'investissement et d'investissements importants, il s'agit toujours de la technologie la plus mature, de l'exploitation la plus sûre et du moyen de stockage d'énergie le moins cher. L'Administration nationale de l'énergie a publié le plan de développement à moyen et long terme du pompage-turbinage (2021-2035).

D'ici 2025, l'échelle de production totale du stockage pompé sera de plus de 62 millions de kilowatts ; d'ici 2030, l'échelle de production totale sera d'environ 120 millions de kilowatts ; d'ici 2035, une industrie moderne de stockage par pompage qui répond aux besoins de développement à grande échelle et à grande échelle de nouvelles énergies sera formée.

Centrale de stockage par pompage du Hebei Fengning - Réservoir inférieur

Stockage d'énergie à air comprimé :

Lorsque la charge électrique est faible, l'air est comprimé et stocké par l'électricité (généralement conservé dans des grottes de sel souterraines, des grottes naturelles, etc.). Lorsque la consommation d'électricité atteint son maximum, l'air à haute pression est libéré pour entraîner le générateur afin de produire de l'électricité.

stockage d'énergie à air comprimé

Le stockage d'énergie à air comprimé est généralement considéré comme la deuxième technologie la plus appropriée pour le stockage d'énergie à grande échelle à l'échelle GW après le stockage par pompage. Pourtant, il est limité par ses conditions de sélection de site plus strictes, son coût d'investissement élevé et son efficacité de stockage d'énergie que le stockage par pompage. Faible, la progression commerciale du stockage d'énergie par air comprimé est lente. Jusqu'en septembre de cette année (2021), le premier projet de stockage d'énergie à air comprimé à grande échelle de mon pays - Jiangsu Jintan Salt Cave Compressed Air Energy Storage National Test Demonstration Project, vient d'être connecté au réseau. La capacité installée de la première phase du projet est de 60 MW et le rendement de conversion de puissance est d'environ 60 % ; l'échelle de construction à long terme du projet atteindra 1000 MW. En octobre 2021, le premier système avancé de stockage d'énergie à air comprimé de 10 MW développé indépendamment par mon pays a été connecté au réseau à Bijie, Guizhou. On peut dire que la route commerciale du stockage compact de l'énergie de l'air vient de commencer, mais l'avenir est prometteur.

Projet de stockage d'énergie à air comprimé de Jintan.

Stockage d'énergie de sel fondu :

Le stockage d'énergie au sel fondu, généralement associé à la production d'énergie solaire thermique, concentre la lumière du soleil et stocke la chaleur dans le sel fondu. Lors de la production d'électricité, la chaleur du sel fondu est utilisée pour générer de l'électricité, et la plupart d'entre eux génèrent de la vapeur pour entraîner un générateur à turbine.

stockage de chaleur au sel fondu

Ils ont crié Hi-Tech Dunhuang 100MW centrale solaire thermique à tour de sel fondu dans la plus grande centrale solaire thermique de Chine. Le projet Delingha 135 MW CSP avec une plus grande capacité installée a commencé la construction. Son temps de stockage d'énergie peut atteindre 11 heures. L'investissement total du projet est de 3.126 milliards de yuans. Il est prévu d'être officiellement connecté au réseau avant le 30 septembre 2022 et il peut produire environ 435 millions de kWh d'électricité chaque année.

Gare CSP de Dunhuang

Les technologies de stockage d'énergie physique comprennent le stockage d'énergie par volant d'inertie, le stockage d'énergie par stockage à froid, etc.

  1. Stockage d'énergie électrique :

Supercondensateur : limité par sa faible densité d'énergie (voir ci-dessous) et son autodécharge sévère, il n'est actuellement utilisé que dans une petite gamme de récupération d'énergie des véhicules, d'écrêtage instantané des pics et de remplissage des vallées. Les applications typiques sont le port en eau profonde de Shanghai Yangshan, où 23 grues ont un impact significatif sur le réseau électrique. Pour réduire l'impact des grues sur le réseau électrique, un système de stockage d'énergie à supercondensateur de 3 MW/17.2 KWh est installé comme source de secours, qui peut fournir en continu une alimentation électrique de 20 s.

Stockage d'énergie supraconducteur : omis

  1. Stockage d'énergie électrochimique :

Cet article classe le stockage d'énergie électrochimique commercial dans les catégories suivantes :

Batteries plomb-acide, plomb-carbone

flux batterie

Les batteries métal-ion, y compris les batteries lithium-ion, les batteries sodium-ion, etc.

Batteries rechargeables métal-soufre/oxygène/air

autre

Batteries plomb-acide et plomb-carbone : en tant que technologie de stockage d'énergie mature, les batteries plomb-acide sont largement utilisées dans les démarrages de voitures, l'alimentation de secours pour les centrales électriques des stations de base de communication, etc. Après l'électrode négative Pb de la batterie plomb-acide est dopée avec des matériaux en carbone, la batterie au plomb-carbone peut améliorer efficacement le problème de décharge excessive. Selon le rapport annuel 2020 de Tianneng, le projet de stockage d'énergie au plomb-carbone de 12 MW/48 MWh de State Grid Zhicheng (sous-station de Jinling) réalisé par la société est la première très grande centrale électrique de stockage d'énergie au plomb-carbone dans la province du Zhejiang et même dans tout le pays.

Batterie à flux : La batterie à flux se compose généralement d'un liquide stocké dans un récipient circulant à travers les électrodes. La charge et la décharge sont complétées à travers la membrane échangeuse d'ions; Reportez-vous à la figure ci-dessous.

Schéma de la batterie de débit

En ce qui concerne la batterie à flux tout vanadium la plus représentative, le projet Guodian Longyuan, 5 MW / 10 MWh, réalisé par l'Institut de physique chimique de Dalian et le stockage d'énergie Dalian Rongke, était le plus vaste système de stockage d'énergie de batterie à flux tout vanadium dans le monde à cette époque, qui est actuellement en construction Le système de stockage d'énergie à batterie à flux redox tout vanadium à plus grande échelle atteint 200 MW / 800 MWh.

Batterie métal-ion : la technologie de stockage d'énergie électrochimique à la croissance la plus rapide et la plus largement utilisée. Parmi eux, les batteries lithium-ion sont couramment utilisées dans l'électronique grand public, les batteries de puissance et d'autres domaines, et leurs applications dans le stockage de l'énergie sont également en augmentation. Y compris les précédents projets Huawei en cours de construction qui utilisent le stockage d'énergie par batterie lithium-ion, le plus grand projet de stockage d'énergie par batterie lithium-ion construit à ce jour est la station de stockage d'énergie de Moss Landing comprenant la phase I 300 MW/1200 MWh et la phase II 100 MW/400 MWh, un total de 400MW/1600MWh.

Batterie aux ions lithium

En raison de la limitation de la capacité de production de lithium et de son coût, le remplacement des ions sodium par une densité d'énergie relativement faible mais des réserves abondantes devraient réduire le prix est devenu une voie de développement pour les batteries lithium-ion. Son principe et ses matériaux primaires sont similaires aux batteries lithium-ion, mais il n'a pas encore été industrialisé à grande échelle. , le système de stockage d'énergie par batterie sodium-ion mis en service dans les rapports existants n'a vu qu'une échelle de 1 MWh.

Les batteries aluminium-ion ont les caractéristiques d'une capacité théorique élevée et de réserves abondantes. C'est aussi une direction de recherche pour remplacer les batteries lithium-ion, mais il n'y a pas de voie de commercialisation claire. Une entreprise indienne devenue populaire a récemment annoncé qu'elle commercialisera la production de batteries aluminium-ion l'année prochaine et construira une unité de stockage d'énergie de 10 MW. Attendons et voyons.

attend et regarde

Batteries rechargeables métal-soufre/oxygène/air : y compris les batteries lithium-soufre, lithium-oxygène/air, sodium-soufre, aluminium-air rechargeables, etc., avec une densité d'énergie plus élevée que les batteries ioniques. Le représentant actuel de la commercialisation est les batteries sodium-soufre. NGK est actuellement le principal fournisseur de systèmes de batteries sodium-soufre. L'énorme échelle qui a été mise en service est un système de stockage d'énergie par batterie sodium-soufre de 108 MW/648 MWh aux Émirats arabes unis.

  1. Stockage d'énergie chimique : Il y a des décennies, Schrödinger écrivait que la vie dépendait de l'acquisition d'une entropie négative. Mais si vous ne comptez pas sur l'énergie externe, l'entropie augmentera, donc la vie doit prendre du pouvoir. La vie trouve son chemin, et pour stocker l'énergie, les plantes convertissent l'énergie solaire en énergie chimique dans la matière organique grâce à la photosynthèse. Le stockage d'énergie chimique a été un choix naturel dès le début. Le stockage d'énergie chimique est une méthode de stockage d'énergie robuste pour les êtres humains depuis qu'il a transformé les volts en piles électriques. Pourtant, l'utilisation commerciale du stockage d'énergie à grande échelle ne fait que commencer.

Stockage d'hydrogène, méthanol, etc. : L'énergie hydrogène présente les avantages exceptionnels d'une densité d'énergie élevée, de la propreté et de la protection de l'environnement et est largement considérée comme une source d'énergie idéale pour l'avenir. La voie de la production d'hydrogène→stockage d'hydrogène→pile à combustible est déjà en route. À l'heure actuelle, plus de 100 stations de ravitaillement en hydrogène ont été construites dans mon pays, se classant parmi les meilleures au monde, y compris la plus grande station de ravitaillement en hydrogène du monde à Pékin. Cependant, en raison des limites de la technologie de stockage de l'hydrogène et du risque d'explosion d'hydrogène, le stockage indirect de l'hydrogène représenté par le méthanol peut également être une voie essentielle pour l'énergie future, comme la technologie « lumière solaire liquide » de l'équipe de Li Can à l'Institut Dalian. de chimie, Académie chinoise des sciences.

Batteries primaires métal-air : représentées par des batteries aluminium-air à haute densité énergétique théorique, mais dont la commercialisation progresse peu. Phinergy, une société représentative mentionnée dans de nombreux rapports, utilisait des batteries aluminium-air pour ses véhicules. Mille kilomètres, la solution phare en matière de stockage d'énergie est la batterie zinc-air rechargeable.

close_white
close

Ecrire une demande ici

réponse dans les 6 heures, toutes les questions sont les bienvenues!