长时储能对于扩大可再生能源的使用范围并确保能源可靠性和弹性至关重要。长时储能的一些新兴机会包括:
● 抽水蓄能
● 压缩空气储能
● 车辆到电网技术
● 绿色氢气
事实证明,太阳能和风能是替代化石燃料的强大清洁能源,但由于其间歇性,它们也存在局限性;太阳并不总是照耀,风也不总是吹拂。储能让我们最大限度地发挥间歇性能源的潜力,并通过在高产量和低需求期间储存多余的能源,以便在需要时释放,从而加速电网的脱碳。
长时储能是指能够长时间储存能量的技术,通常从 8-12 小时到数周或数月不等。为了满足储能需求,我们需要投资具有成本效益的长期解决方案。以下是一些关键的长时储能技术和考虑因素,它们超越了更为普遍的锂离子电池。
1.抽水蓄能
抽水蓄能占 95% 公用事业规模的能源储存。电力用于将水泵送到山上的水库,然后储存起来。当电网需要额外的发电时,通常是在晚上的高峰时段或其他需求超过供应的情况下,水就会被释放回山下,以推动涡轮机发电。
注意事项: 这些项目灵活且运营成本低,不会产生排放,储存期长,效率高。然而,它们的建设成本高,需要大量土地,会破坏自然栖息地,降低水质。需要进一步创新来解决潜在的环境问题和影响。
2.压缩空气储能(CAES)
CAES 使用电力来压缩空气并将其泵入地下水库进行储存。在能源需求旺盛期间,压缩空气被释放并用于为发电机供电。
注意事项: CAES 具有高存储容量、使用寿命长且不会产生排放的特点。但是,它的能源效率不如其他一些长期存储方案,并且根据地下水库的可用性,其使用受到地域限制。
3.车辆到电网(V2G)
V2G 是一种利用电动汽车中已有的电池来存储和调度能源的方式。我们通常认为电动汽车电池是单向充电的。借助 V2G 技术,电流可以双向流动:电动汽车可以通过电网充电,但最好是通过现场太阳能充电,电动汽车也可以将能源送回电网。通过正确实施 V2G 并将其集成到电网中,公用事业公司可以补偿电动汽车司机安排充电和放电,以更好地满足电网需求。
注意事项: V2G 成本低、影响大,因为它依赖于现有的高能效技术。然而,制造商表示,改变汽车电池的用途需要额外的考虑。确保电动汽车电池使用清洁能源充电也很重要。V2G 需要公用事业、司机和运输部门等广泛利益相关者之间的合作,这使得管理和大规模部署比传统存储选项更为复杂。需求包括:围绕电网条件建立沟通渠道、扩展 V2G 软件和硬件、创造参与激励措施以及开发监管进步以确保安全部署。了解 MCE 如何使用我们的智能充电应用探索车辆与电网的互动 MCE 同步.
4. 绿色氢气
氢燃料是一种灵活的燃料,可通过热、电解、太阳能和生物过程产生,可用于多种用途。绿色氢可利用可再生电力生产,然后可作为燃料储存起来,在用电高峰时段使用传统涡轮机或更清洁的燃料电池发电。
注意事项: 绿色氢能具有独特的能力,可以长时间储存无碳能源。然而,由于可再生能源储存应用效率低、设备成本高以及资金匮乏,绿色氢能是一种昂贵的途径。此外,根据所采用的工艺,氢气的生产和燃烧可能会排放空气污染物。
挑战与机遇
虽然现有和新兴的长时储能技术提供了令人兴奋的可能性,但必须解决成本、效率和可扩展性问题,才能使其得到广泛采用。监管和市场框架需要不断发展,以适应这些新技术并激励其投资和发展。
随着研究、创新以及《2022 年通胀削减法案》增加的储能资金,储能的未来一片光明。随着这些技术的成熟和经济可行性的提高,我们可以探索让它们成为更清洁、更具弹性、更可靠的电网的重要组成部分。