L'immagazzinamento dell'energia si riferisce al processo di immagazzinamento dell'energia attraverso un mezzo o dispositivo e il rilascio quando necessario. Di solito, lo stoccaggio di energia si riferisce principalmente allo stoccaggio di energia elettrica. In poche parole, lo stoccaggio dell’energia consiste nell’immagazzinare elettricità e utilizzarla quando necessario.
Lo stoccaggio dell’energia coinvolge una gamma molto ampia di campi. A seconda della forma di energia coinvolta nel processo di accumulo dell'energia, la tecnologia di accumulo dell'energia può essere suddivisa in accumulo di energia fisica e accumulo di energia chimica.
● L'accumulo fisico di energia è l'accumulo di energia attraverso cambiamenti fisici, che può essere suddiviso in accumulo di energia gravitazionale, accumulo di energia elastica, accumulo di energia cinetica, accumulo di freddo e calore, accumulo di energia superconduttiva e accumulo di energia di supercondensatori. Tra questi, l’accumulo di energia superconduttore è l’unica tecnologia che immagazzina direttamente la corrente elettrica.
● L'accumulo di energia chimica è l'accumulo di energia nelle sostanze attraverso cambiamenti chimici, compreso l'accumulo di energia della batteria secondaria, l'accumulo di energia della batteria a flusso, l'accumulo di energia dell'idrogeno, l'accumulo di energia composta, l'accumulo di energia del metallo, ecc. L'accumulo di energia elettrochimica è il termine generale per indicare l'energia della batteria magazzinaggio.
Lo scopo dell'accumulo di energia è utilizzare l'energia elettrica immagazzinata come fonte di energia di regolazione flessibile, immagazzinando energia quando il carico di rete è basso e producendo energia quando il carico di rete è elevato, per il peak-shaving e il riempimento della valle.
Un progetto di accumulo di energia è come un’enorme “power bank” che deve essere caricata, immagazzinata e rifornita. Dalla produzione all'utilizzo, l'energia elettrica passa generalmente attraverso queste tre fasi: produzione di elettricità (centrali elettriche, centrali elettriche) → trasporto di elettricità (società di rete) → utilizzo di elettricità (case, fabbriche).
Lo stoccaggio dell'energia può essere stabilito nei tre collegamenti precedenti, quindi, di conseguenza, gli scenari applicativi dello stoccaggio dell'energia possono essere suddivisi in:accumulo di energia lato generazione di energia, accumulo di energia lato rete e accumulo di energia lato utente.
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Tre principali scenari applicativi dell'accumulo di energia
Accumulo di energia dal lato della produzione di energia
L'accumulo di energia dal lato della produzione di energia può anche essere chiamato accumulo di energia dal lato dell'alimentazione o accumulo di energia dal lato dell'alimentazione. Viene costruito principalmente in varie centrali termoelettriche, parchi eolici e centrali fotovoltaiche. Si tratta di una struttura di supporto utilizzata da vari tipi di centrali elettriche per promuovere il funzionamento sicuro e stabile del sistema energetico. Comprende principalmente lo stoccaggio di energia tradizionale basato sullo stoccaggio con pompaggio e il nuovo stoccaggio di energia basato sullo stoccaggio di energia elettrochimica, lo stoccaggio di energia termica (fredda), lo stoccaggio di energia con aria compressa, lo stoccaggio di energia tramite volano e lo stoccaggio di energia di idrogeno (ammoniaca).
Attualmente in Cina esistono due tipi principali di stoccaggio dell’energia per quanto riguarda la produzione di energia.La prima tipologia è l'energia termica con accumulo di energia. Cioè, attraverso il metodo di regolazione della frequenza combinata potenza termica + accumulo di energia, vengono messi in gioco i vantaggi della risposta rapida dell'accumulo di energia, la velocità di risposta delle unità di potenza termica viene migliorata tecnicamente e la capacità di risposta della potenza termica al sistema di alimentazione è migliorato. Lo stoccaggio dell'energia chimica per la distribuzione dell'energia termica è stato ampiamente utilizzato in Cina. Shanxi, Guangdong, Mongolia Interna, Hebei e altri luoghi hanno progetti di regolazione della frequenza combinata per la generazione di energia termica.
La seconda categoria è la nuova energia con accumulo di energia. Rispetto all'energia termica, l'energia eolica e quella fotovoltaica sono molto intermittenti e volatili: il picco di produzione di energia fotovoltaica è concentrato nelle ore diurne e non può corrispondere direttamente al picco di domanda elettrica nelle ore serali e notturne; il picco di produzione di energia eolica è molto instabile nell’arco di un giorno e ci sono differenze stagionali; l'accumulo di energia elettrochimica, come "stabilizzatore" di nuova energia, può attenuare le fluttuazioni, il che può non solo migliorare la capacità di consumo energetico locale, ma anche favorire il consumo fuori sede di nuova energia.
Accumulo di energia lato rete
Lo stoccaggio di energia lato rete si riferisce alle risorse di stoccaggio dell’energia nel sistema energetico che possono essere distribuite uniformemente dalle agenzie di dispacciamento dell’energia, rispondono alle esigenze di flessibilità della rete elettrica e svolgono un ruolo globale e sistematico. Secondo questa definizione, il luogo di costruzione dei progetti di stoccaggio dell’energia non è limitato e le entità di investimento e di costruzione sono diverse.
Le applicazioni includono principalmente servizi ausiliari di potenza come il peak shaving, la regolazione della frequenza, l'alimentazione di backup e servizi innovativi come l'accumulo indipendente di energia. I fornitori di servizi includono principalmente società di produzione di energia, società di rete elettrica, utenti energetici che partecipano a transazioni basate sul mercato, società di stoccaggio dell’energia, ecc. Lo scopo è mantenere la sicurezza e la stabilità del sistema energetico e garantire la qualità dell’elettricità.
Accumulo di energia lato utente
Lo stoccaggio di energia lato utente si riferisce solitamente a centrali elettriche di accumulo di energia costruite in base alle richieste degli utenti in diversi scenari di utilizzo dell'elettricità da parte dell'utente con lo scopo di ridurre i costi dell'elettricità per l'utente e ridurre le interruzioni di corrente e le perdite di limitazione di potenza. Il principale modello di profitto dello stoccaggio energetico industriale e commerciale in Cina è l’arbitraggio del prezzo dell’elettricità peak-valley. Lo stoccaggio dell’energia lato utente può aiutare le famiglie a risparmiare sui costi dell’elettricità ricaricando di notte quando la rete elettrica è bassa e scaricando durante il giorno quando il consumo di elettricità è massimo. IL
La Commissione nazionale per lo sviluppo e la riforma ha pubblicato l'"Avviso sull'ulteriore miglioramento del meccanismo dei prezzi dell'elettricità per quanto riguarda i tempi di utilizzo", richiedendo che nei luoghi in cui il tasso di differenza picco-valle del sistema supera il 40%, la differenza di prezzo dell'elettricità picco-valle non dovrebbe essere inferiore di 4:1 in linea di principio, e in altri posti non dovrebbe essere inferiore a 3:1 in linea di principio. In linea di principio, il prezzo di punta dell’elettricità non dovrebbe essere superiore del 20% rispetto al prezzo di punta dell’elettricità. L’ampliamento della differenza di prezzo picco-valle ha gettato le basi per lo sviluppo su larga scala dello stoccaggio energetico lato utente.
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Le prospettive di sviluppo delle tecnologie di accumulo dell'energia
In generale, lo sviluppo della tecnologia di accumulo dell'energia e l'applicazione su larga scala di dispositivi di accumulo dell'energia possono non solo garantire meglio la domanda di elettricità delle persone e garantire il funzionamento sicuro e stabile della rete elettrica, ma anche aumentare notevolmente la percentuale di produzione di energia da energia rinnovabile , ridurre le emissioni di carbonio e contribuire alla realizzazione del "picco del carbonio e della neutralità del carbonio".
Tuttavia, poiché alcune tecnologie di stoccaggio dell’energia sono ancora agli inizi e alcune applicazioni non sono ancora mature, c’è ancora molto spazio per lo sviluppo nell’intero campo delle tecnologie di stoccaggio dell’energia. In questa fase, i problemi affrontati dalla tecnologia di accumulo dell’energia comprendono principalmente queste due parti:
1) Il collo di bottiglia nello sviluppo delle batterie di accumulo dell’energia: protezione ambientale, alta efficienza e basso costo. Come sviluppare batterie rispettose dell'ambiente, ad alte prestazioni e a basso costo è un argomento importante nel campo della ricerca e dello sviluppo sullo stoccaggio dell'energia. Solo combinando organicamente questi tre punti possiamo muoverci verso la mercatizzazione più velocemente e meglio.
2) Lo sviluppo coordinato di diverse tecnologie di accumulo dell'energia: ciascuna tecnologia di accumulo dell'energia ha i propri vantaggi e svantaggi e ogni tecnologia ha il proprio campo speciale. Alla luce di alcuni problemi pratici in questa fase, se diverse tecnologie di stoccaggio dell’energia possono essere utilizzate insieme in modo organico, si può ottenere l’effetto di sfruttare i punti di forza ed evitare le debolezze, e si può ottenere il doppio del risultato con la metà dello sforzo. Questa diventerà anche una direzione chiave della ricerca nel campo dello stoccaggio dell’energia.
In quanto supporto fondamentale per lo sviluppo di nuova energia, lo stoccaggio dell’energia è la tecnologia fondamentale per la conversione e il buffering dell’energia, la regolazione dei picchi e il miglioramento dell’efficienza, la trasmissione e la programmazione, la gestione e l’applicazione. Attraversa tutti gli aspetti dello sviluppo e dell’utilizzo di nuova energia. Pertanto, l’innovazione e lo sviluppo di nuove tecnologie di stoccaggio dell’energia apriranno la strada alla futura trasformazione energetica.
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Orario di pubblicazione: 30 aprile 2024
