Descripción general del desarrollo y aplicación de la industria del almacenamiento de energía.
1. Introducción a la tecnología de almacenamiento de energía.
El almacenamiento de energía es el almacenamiento de energía. Se refiere a tecnologías que convierten una forma de energía en una forma más estable y la almacenan. Luego lo publican en una forma específica cuando es necesario. Los diferentes principios de almacenamiento de energía lo dividen en 3 tipos: mecánico, electromagnético y electroquímico. Cada tipo de almacenamiento de energía tiene su propio rango de potencia, características y usos.
Tipo de almacenamiento de energía | potencia nominal | Energía nominal | Características | Ocasiones de aplicación | |
Mecánico Almacenamiento de energía | 抽水 储能 | 100-2000MW | 4-10h | Tecnología madura y a gran escala; respuesta lenta, requiere recursos geográficos | Regulación de carga, control de frecuencia y respaldo del sistema, control de estabilidad de la red. |
压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1-20h | Tecnología madura y de gran escala; respuesta lenta, necesidad de recursos geográficos. | Reducción de picos, respaldo del sistema, control de estabilidad de la red | |
飞轮 储能 | kilovatios-30MW | 15-30 mín. | Alta potencia específica, alto coste, alto nivel de ruido. | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de voltaje, UPS y almacenamiento de energía en baterías. | |
Electromagnético Almacenamiento de energía | 超导 储能 | kW-1MW | 2s-5min | Respuesta rápida, alto poder específico; alto costo, difícil mantenimiento | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de calidad de energía, UPS y almacenamiento de energía en baterías |
超级 电容 | kW-1MW | 1-30s | Respuesta rápida, alto poder específico; alto costo | Control de calidad de energía, UPS y almacenamiento de energía en baterías. | |
electroquímico Almacenamiento de energía | 铅酸 电池 | kilovatios-50MW | 1min-3 h | Tecnología madura, bajo costo; vida útil corta, preocupaciones sobre la protección del medio ambiente | Respaldo de central eléctrica, arranque en negro, UPS, balance de energía |
液流 电池 | kilovatios-100MW | 1-20h | Muchos ciclos de batería implican carga y descarga profunda. Son fáciles de combinar, pero tienen baja densidad energética. | Cubre la calidad de la energía. También cubre la energía de respaldo. También cubre la reducción de picos y el relleno de valles. También cubre la gestión de la energía y el almacenamiento de energía renovable. | |
钠硫 电池 | 1kW-100MW | Horas | Los problemas de alta energía específica, alto costo y seguridad operativa requieren mejoras. | La calidad de la energía es una idea. Una fuente de alimentación de respaldo es otra. Luego está el recorte de picos y el relleno de valles. La gestión de la energía es otra. Finalmente, está el almacenamiento de energía renovable. | |
锂离子 电池 | kilovatios-100MW | Horas | Alta energía específica, el costo disminuye a medida que disminuye el costo de las baterías de iones de litio | Control transitorio/dinámico, control de frecuencia, control de voltaje, UPS y almacenamiento de energía en baterías. |
Tiene ventajas. Estos incluyen un menor impacto de la geografía. Además tienen un corto tiempo de construcción y una alta densidad energética. De este modo, el almacenamiento de energía electroquímica se puede utilizar de forma flexible. Funciona en muchas situaciones de almacenamiento de energía. Es la tecnología para almacenar energía. Tiene la más amplia gama de usos y el mayor potencial de desarrollo. Las principales son las baterías de iones de litio. Se utilizan en escenarios que van desde minutos hasta horas.
2. Escenarios de aplicación de almacenamiento de energía.
El almacenamiento de energía tiene una gran cantidad de escenarios de aplicación en el sistema eléctrico. El almacenamiento de energía tiene 3 usos principales: generación de energía, red y usuarios. Ellos son:
La generación de energía de nueva energía es diferente de los tipos tradicionales. Se ve afectado por las condiciones naturales. Estos incluyen la luz y la temperatura. La producción de energía varía según la estación y el día. Ajustar la potencia a la demanda es imposible. Es una fuente de energía inestable. Cuando la capacidad instalada o proporción de generación de energía alcanza un determinado nivel. Afectará la estabilidad de la red eléctrica. Para mantener el sistema eléctrico seguro y estable, el nuevo sistema energético utilizará productos de almacenamiento de energía. Se volverán a conectar a la red para suavizar la producción de energía. Esto reducirá el impacto de la nueva energía energética. Esto incluye la energía fotovoltaica y eólica. Son intermitentes y volátiles. También abordará problemas de consumo de energía, como el viento y el abandono de la luz.
El diseño y la construcción de rejillas tradicionales siguen el método de carga máxima. Lo hacen en el lado de la red. Ese es el caso cuando se construye una nueva red o se agrega capacidad. El equipo debe considerar la carga máxima. Esto conducirá a altos costos y un bajo uso de activos. El aumento del almacenamiento de energía en el lado de la red puede romper el método de carga máxima original. Al crear una nueva red o ampliar una antigua, se puede reducir la congestión de la red. También promueve la ampliación y mejora de los equipos. Esto ahorra costos de inversión en la red y mejora el uso de los activos. El almacenamiento de energía utiliza contenedores como principal portador. Se utiliza en el lado de la generación de energía y de la red. Es principalmente para aplicaciones con una potencia superior a 30kW. Necesitan una mayor capacidad de producto.
Los nuevos sistemas energéticos del lado del usuario se utilizan principalmente para generar y almacenar energía. Esto reduce los costos de electricidad y utiliza el almacenamiento de energía para estabilizar la energía. Al mismo tiempo, los usuarios también pueden utilizar sistemas de almacenamiento de energía para almacenar electricidad cuando los precios son bajos. Esto les permite reducir el uso de la electricidad de la red cuando los precios son altos. También pueden vender electricidad del sistema de almacenamiento para ganar dinero con los precios pico y valle. El almacenamiento de energía del lado del usuario utiliza gabinetes como soporte principal. Se adapta a aplicaciones en parques industriales y comerciales y centrales fotovoltaicas distribuidas. Estos se encuentran en el rango de potencia de 1kW a 10kW. La capacidad del producto es relativamente baja.
3. El sistema “fuente-red-carga-almacenamiento” es un escenario de aplicación ampliada del almacenamiento de energía.
El sistema “fuente-red-carga-almacenamiento” es un modo de operación. Incluye una solución de “fuente de energía, red eléctrica, carga y almacenamiento de energía”. Puede aumentar la eficiencia en el uso de la energía y la seguridad de la red. Puede solucionar problemas como la volatilidad de la red en el uso de energía limpia. En este sistema, la fuente es el proveedor de energía. Incluye energías renovables, como la solar, la eólica y la hidroeléctrica. También incluye energías tradicionales, como el carbón, el petróleo y el gas natural. La red es la red de transmisión de energía. Incluye líneas de transmisión y equipos del sistema eléctrico. La carga es el usuario final de la energía. Incluye residentes, empresas e instalaciones públicas. El almacenamiento es la tecnología de almacenamiento de energía. Incluye equipos y tecnología de almacenamiento.
En el antiguo sistema eléctrico, las centrales térmicas eran la fuente de energía. Los hogares y las industrias son la carga. Los dos están muy separados. La red eléctrica los conecta. Utiliza un modo de control grande e integrado. Es un modo de equilibrio en tiempo real donde la fuente de energía sigue a la carga.
En el marco del “neue Leistungssystem”, el sistema añadió la demanda de carga de vehículos de nuevas energías como una “carga” para los usuarios. Esto ha aumentado considerablemente la presión sobre la red eléctrica. Los nuevos métodos energéticos, como la fotovoltaica, han permitido a los usuarios convertirse en una "fuente de energía". Además, los vehículos de nuevas energías necesitan una carga rápida. Y la generación de energía nueva es inestable. Por lo tanto, los usuarios necesitan “almacenamiento de energía” para suavizar el impacto de su generación y uso de energía en la red. Esto permitirá el uso máximo de energía y el almacenamiento de energía.
El nuevo uso de energía se está diversificando. Los usuarios ahora quieren construir microrredes locales. Estos conectan “fuentes de energía” (luz), “almacenamiento de energía” (almacenamiento) y “cargas” (carga). Utilizan tecnología de control y comunicación para gestionar muchas fuentes de energía. Permiten a los usuarios generar y utilizar nueva energía localmente. También se conectan a la gran red eléctrica de dos maneras. Esto reduce su impacto en la red y ayuda a equilibrarla. La pequeña microrred y el almacenamiento de energía son un “sistema de carga y almacenamiento fotovoltaico”. Está integrado. Esta es una aplicación importante del "almacenamiento de carga de red de origen".
二. Perspectivas de aplicación y capacidad de mercado de la industria del almacenamiento de energía.
El informe de CNESA dice que a finales de 2023, la capacidad total de los proyectos operativos de almacenamiento de energía era de 289,20GW. Esto supone un aumento del 21,92 % respecto de los 237,20 GW de finales de 2022. La capacidad instalada total de nuevo almacenamiento de energía alcanzó los 91,33 GW. Se trata de un aumento del 99,62% respecto al año anterior.
A finales de 2023, la capacidad total de los proyectos de almacenamiento de energía en China alcanzó los 86,50 GW. Aumentó un 44,65% desde los 59,80GW de finales de 2022. Ahora representan el 29,91% de la capacidad global, un 4,70% más que a finales de 2022. Entre ellos, el almacenamiento por bombeo tiene la mayor capacidad. Representa el 59,40%. El crecimiento del mercado proviene principalmente del nuevo almacenamiento de energía. Esto incluye baterías de iones de litio, baterías de plomo-ácido y aire comprimido. Tienen una capacidad total de 34,51GW. Este es un aumento del 163,93% respecto al año pasado. En 2023, el nuevo almacenamiento de energía de China aumentará en 21,44 GW, un aumento interanual del 191,77 %. El nuevo almacenamiento de energía incluye baterías de iones de litio y aire comprimido. Ambos tienen cientos de proyectos de nivel de megavatios conectados a la red.
A juzgar por la planificación y construcción de nuevos proyectos de almacenamiento de energía, el nuevo almacenamiento de energía de China se ha vuelto a gran escala. En 2022, hay 1.799 proyectos. Están planificados, en construcción o en funcionamiento. Tienen una capacidad total de aproximadamente 104,50GW. La mayoría de los nuevos proyectos de almacenamiento de energía puestos en funcionamiento son de tamaño pequeño y mediano. Su escala es inferior a 10MW. Representan alrededor del 61,98% del total. Los proyectos de almacenamiento de energía en planificación y construcción son en su mayoría grandes. Son de 10 MW y más. Suponen el 75,73% del total. Están en marcha más de 402 proyectos de 100 megavatios. Tienen las bases y condiciones para almacenar energía para la red eléctrica.
Hora de publicación: 22-jul-2024