Le stockage d'énergie fait référence au processus de stockage d'énergie via un support ou un appareil et de sa libération en cas de besoin. Habituellement, le stockage d’énergie fait principalement référence au stockage d’énergie électrique. En termes simples, le stockage d’énergie consiste à stocker l’électricité et à l’utiliser en cas de besoin.
Le stockage d’énergie concerne des domaines très variés. Selon la forme d'énergie impliquée dans le processus de stockage d'énergie, la technologie de stockage d'énergie peut être divisée en stockage d'énergie physique et stockage d'énergie chimique.
● Le stockage physique de l'énergie est le stockage de l'énergie par le biais de changements physiques, qui peut être divisé en stockage d'énergie par gravité, stockage d'énergie élastique, stockage d'énergie cinétique, stockage de froid et de chaleur, stockage d'énergie supraconducteur et stockage d'énergie par supercondensateur. Parmi elles, le stockage d’énergie supraconducteur est la seule technologie qui stocke directement le courant électrique.
● Le stockage d'énergie chimique est le stockage d'énergie dans des substances par le biais de modifications chimiques, y compris le stockage d'énergie par batterie secondaire, le stockage d'énergie par batterie à flux, le stockage d'énergie par hydrogène, le stockage d'énergie composé, le stockage d'énergie par métal, etc. Le stockage d'énergie électrochimique est le terme général désignant l'énergie de la batterie. stockage.
L'objectif du stockage d'énergie est d'utiliser l'énergie électrique stockée comme source d'énergie de régulation flexible, stockant l'énergie lorsque la charge du réseau est faible et produisant de l'énergie lorsque la charge du réseau est élevée, pour l'écrêtage des pointes et le remplissage des vallées du réseau.
Un projet de stockage d'énergie est comme une énorme « banque d'énergie » qui doit être chargée, stockée et alimentée. De la production à l'utilisation, l'énergie électrique passe généralement par ces trois étapes : produire de l'électricité (centrales électriques, centrales électriques) → transporter l'électricité (sociétés de réseau) → utiliser l'électricité (habitations, usines).
Le stockage d'énergie peut être établi dans les trois liens ci-dessus, donc en conséquence, les scénarios d'application du stockage d'énergie peuvent être divisés en :stockage d'énergie côté production d'électricité, stockage d'énergie côté réseau et stockage d'énergie côté utilisateur.
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Trois scénarios d’application majeurs du stockage d’énergie
Stockage d’énergie du côté de la production d’électricité
Le stockage d'énergie du côté de la production d'électricité peut également être appelé stockage d'énergie du côté de l'alimentation électrique ou stockage d'énergie du côté de l'alimentation électrique. Il est principalement construit dans diverses centrales thermiques, parcs éoliens et centrales photovoltaïques. Il s'agit d'une installation de soutien utilisée par différents types de centrales électriques pour promouvoir le fonctionnement sûr et stable du système électrique. Il comprend principalement le stockage d'énergie traditionnel basé sur le stockage par pompage et le nouveau stockage d'énergie basé sur le stockage d'énergie électrochimique, le stockage d'énergie thermique (froide), le stockage d'énergie à air comprimé, le stockage d'énergie par volant d'inertie et le stockage d'énergie à l'hydrogène (ammoniac).
À l’heure actuelle, il existe deux principaux types de stockage d’énergie du côté de la production d’électricité en Chine.Le premier type est l’énergie thermique avec stockage d’énergie. Autrement dit, grâce à la méthode de régulation de fréquence combinée énergie thermique + stockage d'énergie, les avantages de la réponse rapide du stockage d'énergie sont mis en jeu, la vitesse de réponse des unités de puissance thermique est techniquement améliorée et la capacité de réponse de l'énergie thermique au système électrique. est amélioré. Le stockage d’énergie chimique pour la distribution d’énergie thermique est largement utilisé en Chine. Le Shanxi, le Guangdong, la Mongolie intérieure, le Hebei et d'autres endroits ont des projets de régulation de fréquence combinés côté production d'énergie thermique.
La deuxième catégorie concerne les énergies nouvelles avec stockage d’énergie. Par rapport à l'énergie thermique, l'énergie éolienne et l'énergie photovoltaïque sont très intermittentes et volatiles : le pic de production d'énergie photovoltaïque est concentré dans la journée et ne peut pas correspondre directement au pic de demande d'électricité le soir et la nuit ; le pic de production d'énergie éolienne est très instable au cours d'une journée et il existe des différences saisonnières ; Le stockage électrochimique de l'énergie, en tant que « stabilisateur » de la nouvelle énergie, peut atténuer les fluctuations, ce qui peut non seulement améliorer la capacité de consommation d'énergie locale, mais également contribuer à la consommation hors site de nouvelle énergie.
Stockage d'énergie côté réseau
Le stockage d'énergie côté réseau fait référence aux ressources de stockage d'énergie dans le système électrique qui peuvent être réparties uniformément par les agences de répartition de l'électricité, répondre aux besoins de flexibilité du réseau électrique et jouer un rôle global et systématique. Selon cette définition, le lieu de construction des projets de stockage d'énergie n'est pas limité et les entités d'investissement et de construction sont diverses.
Les applications comprennent principalement des services auxiliaires de puissance tels que l'écrêtement des pointes, la régulation de fréquence, l'alimentation électrique de secours et des services innovants tels que le stockage d'énergie indépendant. Les prestataires de services comprennent principalement des sociétés de production d'électricité, des sociétés de réseau électrique, des utilisateurs d'électricité participant à des transactions basées sur le marché, des sociétés de stockage d'énergie, etc. L'objectif est de maintenir la sécurité et la stabilité du système électrique et d'assurer la qualité de l'électricité.
Stockage d'énergie côté utilisateur
Le stockage d'énergie côté utilisateur fait généralement référence aux centrales électriques de stockage d'énergie construites en fonction des demandes des utilisateurs dans différents scénarios d'utilisation de l'électricité dans le but de réduire les coûts d'électricité des utilisateurs et de réduire les pannes de courant et les pertes liées aux restrictions de puissance. Le principal modèle de profit du stockage d’énergie industriel et commercial en Chine est l’arbitrage entre les prix de l’électricité en période de pointe et de vallée. Le stockage d’énergie côté utilisateur peut aider les ménages à réduire leurs coûts d’électricité en chargeant la nuit lorsque le réseau électrique est faible et en se déchargeant pendant la journée lorsque la consommation électrique est à son maximum. Le
La Commission nationale du développement et de la réforme a publié une « Avis sur l'amélioration du mécanisme de tarification de l'électricité en fonction de l'heure de consommation », exigeant que dans les endroits où le taux de différence de pointe et de vallée du système dépasse 40 %, la différence de prix de pointe de l'électricité ne soit pas inférieure. en principe supérieur à 4:1, et dans d'autres endroits, il ne devrait pas être inférieur à 3:1 en principe. Le prix de pointe de l’électricité ne devrait en principe pas être supérieur de 20 % au prix de pointe de l’électricité. L’élargissement de l’écart de prix entre les pics et les vallées a jeté les bases du développement à grande échelle du stockage d’énergie côté utilisateur.
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Les perspectives de développement de la technologie de stockage d’énergie
D'une manière générale, le développement de la technologie de stockage d'énergie et l'application à grande échelle de dispositifs de stockage d'énergie peuvent non seulement mieux garantir la demande d'électricité de la population et assurer le fonctionnement sûr et stable du réseau électrique, mais également augmenter considérablement la proportion de production d'énergie renouvelable. , réduire les émissions de carbone et contribuer à la réalisation du « pic carbone et de la neutralité carbone ».
Cependant, étant donné que certaines technologies de stockage d’énergie en sont encore à leurs balbutiements et que certaines applications ne sont pas encore matures, il existe encore une grande marge de développement dans l’ensemble du domaine des technologies de stockage d’énergie. À ce stade, les problèmes rencontrés par la technologie de stockage d’énergie comprennent principalement ces deux parties :
1) Le goulot d’étranglement du développement des batteries de stockage d’énergie : protection de l’environnement, haute efficacité et faible coût. Comment développer des batteries respectueuses de l’environnement, performantes et peu coûteuses est un sujet important dans le domaine de la recherche et du développement sur le stockage d’énergie. Ce n’est qu’en combinant organiquement ces trois points que nous pourrons progresser plus rapidement et mieux vers une commercialisation.
2) Le développement coordonné des différentes technologies de stockage d'énergie : Chaque technologie de stockage d'énergie a ses propres avantages et inconvénients, et chaque technologie a son propre domaine particulier. Compte tenu de certains problèmes pratiques à ce stade, si différentes technologies de stockage d'énergie peuvent être utilisées ensemble de manière organique, l'effet de tirer parti des forces et d'éviter les faiblesses peut être obtenu, et le double du résultat avec la moitié de l'effort peut être obtenu. Cela deviendra également une direction de recherche clé dans le domaine du stockage d’énergie.
En tant que support essentiel pour le développement de nouvelles énergies, le stockage d'énergie est la technologie de base pour la conversion et la mise en mémoire tampon de l'énergie, la régulation des pics et l'amélioration de l'efficacité, la transmission et la planification, la gestion et l'application. Il couvre tous les aspects du développement et de l’utilisation des nouvelles énergies. Par conséquent, l’innovation et le développement de nouvelles technologies de stockage d’énergie ouvriront la voie à la future transformation énergétique.
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Heure de publication : 30 avril 2024
