西门子能源公司的Holger Wolfschmidt博士解释了原因
如果没有合适的数量和储能组合,我们就不会
能够稳定电网,实现发电脱碳,确保能源安全
供应并使扇区耦合成为可能。
如今,主要组织要求大规模快速推出能源
存储解决方案,包括为储能设定明确的目标。
例如,欧洲能源储存协会(EASE)指出
能源储存目标“是对现有欧盟的必要补充
气候目标,并将使欧洲能够促进当地的可持续发展
独立于外部能源进口的绿色能源系统。欧盟
迫切需要采用储能目标和战略
加快必要的存储部署。”
简单地说:当谈到我们的能源未来时,没有能源储存,一切都不会奏效。
然而,欧洲广告标准联盟和其他组织关于
储能仍然没有得到应有的公众关注。
如今,可再生能源(主要是太阳能和风能)的份额不断增加,
似乎每个人都在考虑,同时也迫切需要逐步淘汰
化石燃料,以减少二氧化碳排放并确保能源供应。
但是在没有能量存储来平衡能量供应和需求的情况下,
因此,不可能进一步扩大可再生能源的份额
最终使能源供应面临风险。
欧盟的目标是到2050年达到600GW的储能能力
此外,发电越来越分散
能源需求增加,这也需要灵活的能源存储。
最后,部门耦合——将能源转移到其他经济体
行业——取决于扩大储能。所有这些都解释了为什么
这个话题值得更多的公众关注。
目前,我们在欧盟拥有约60GW的储能能力,主要是抽水蓄能。
根据EASE的估计,到2030年至少为187GW,到2050年至少为600GW
需要2050年才能实现各种经济的电气化
同时确保能源供应。
此外,在化石能源淘汰过程中,它将通过消除电网惯性来确保电网稳定性。
无重大技术障碍
这意味着欧盟面临着严峻的挑战:而不是0.8GW
2020年安装在电池存储中,需要14GW的存储
在整个2030年,每年安装一次。
如果没有这一点,欧盟国家可能不得不削减
可再生能源发电,并进一步依赖化石能源
可调度的能源供应。
虽然这些目标似乎是一个艰巨的任务,但好消息是
政治意愿是建立一个灵活的脱碳
能源系统的传输以及分配水平。
而R&;各种存储技术的D将继续良好发展
在未来,目前没有重大的技术障碍
阻碍现在实施现实措施并达到
这些目标迟早会实现。
不同应用场合的储能解决方案
事实上,所有不同的储能解决方案都可以
被视为一种瑞士军刀,提供多种
针对不同应用的解决方案。
有些,例如超级电容器,以高功率存储电荷
密度,因此可以在几毫秒内传递高能量,这
对电网波动有很大帮助。
相比之下,电池支持电网稳定性并提供
通过从几毫秒到几小时释放能量来调度能量
天。
然后是中期机械解决方案,例如压缩空气
储存能量数天或数周的存储装置,有助于平衡
网格。
最后,我们还有季节性甚至长期的解决方案,例如
氢,能够将能源从能源部门转移到其他领域
经济的一部分,例如工业或流动性。
电池:灵活、成熟、多用途
让我们仔细看看短期的经典解决方案
储能:电池,特别是锂离子电池。 作为一个
灵活且成熟的解决方案,它们具有广泛的用途。
最重要的是,他们提供网格服务,例如频率
监管,服务于容量市场,并可以应对波动性
通过在充足的时候储存能量来获取可再生能源
可用,并在短缺时提供。
这对于因昼夜循环而需要日常灵活性的太阳能主导系统尤其重要。
电池还有两个额外的好处。
首先,它们帮助电力生产商或电网运营商防止大部分
非自愿减少能源输出,也称为“削减”。
其次,它们使能源套利变得可行。 这意味着
生产商可以在能源价格便宜时储存能源,并在价格上涨时出售它
高的。
与风电场、电池存储等可再生能源结合使用时
还有助于根据当前需求管理电源。 他们也很好
适用于黑启动功能或作为备份解决方案。
例如,Marsh Landing 发电站,一个燃气发电站
加利福尼亚州安提阿附近的工厂最近更换了柴油发动机
对于黑色,从电池解决方案开始。
最后,数据中心和工业电网的微电网还需要存储系统来实现灵活的电力使用。
消除电池缺点
尽管电池很重要,但它们也有其缺点。 在
一方面,稀有元素被用于其生产,这
引发了环境问题以及对依赖的担忧
供应它们的国家。
然而,随着研究和开发的不断进行,稀有元素可能很快就会变得不那么重要。
同样重要的是找到可持续的方法来重复利用或
回收电池。 我们还需要开发新的电池概念。
例如,我们需要更好的解决方案来帮助我们减少对
并最终取代锂系统。 其中一个概念是无金属
液流电池,可以实现更长的放电时间。
总的来说,电池是一个不错的选择,但不是唯一的选择。 其他技术可以提供它们目前缺乏的能力。
Mid- to long-term solutions for energy storage
当涉及以风为主的系统或可能面临的系统时
“dunkelflaute”(几乎无法产生能量的时期
由于风能和太阳能不足),中长期储存
解决方案至关重要。 能够储存能量数天、数周或
几个月,它们在必要时提供能量。
此外,长期存储在以下方面提供了多种选择:
机械、热以及热机械解决方案。 一部经典
机械解决方案的一个例子是抽水蓄能,它已被使用
数千年来,占当今全球总能源的 90% 以上
贮存。
相比之下,热能储存又增加了一个必不可少的建筑
任何未来能源系统的块。 它利用产生的热量
可再生能源或从废热或废气中捕获的能源,范围包括
放电时间和中长期储存。
各种储热介质均以液体形式提供,
例如熔盐和加压水,或固体,例如钢,
混凝土或沙子。 这些存储介质可以分发
跨部门的热能返回到各种流程,包括
建筑物或工业的加热和冷却应用
流程。
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