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2019年成為非電池儲能技術取得突破性發展的一年

作者:劉伯洵 來源:中國儲能網 發布時間:2019-11-04 瀏覽:
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中國儲能網訊:對于非電池儲能系統來說,2019年獲得突破性發展的一年,抽水蓄能、燃氣發電和蓄熱儲能技術在這一年的部署和改進取得了重大進展。許多行業參與者正在從試點項目轉向簽約項目,這將擴大部署規模,并降低成本。

抽水蓄能技術是一種成熟可靠的長期儲能技術,抽水蓄能閉環系統可以使用兩個人工水庫,與自然水體沒有任何聯系。如蒙大拿州和亞利桑那州的項目所示,抽水蓄能閉環系統可以設計為發電8到10個小時儲能系統。

在美國的27個獲得許可的抽水蓄能項目中,大多數位于16個州,總裝機容量為18.8 GW,至少已使用了30年。此外,美國聯邦能源管理委員會已經批準20GW新裝機容量的初步許可,并且儲能開發商還提交了另外19 GW裝機容量的申請。

美國還有更多建設抽水蓄能設施的潛力,據估計在全球各地可以建設50萬個抽水蓄能設施,這在技術上是可行的,這意味著建設抽水蓄能設施具有很大的潛力。

抽水蓄能設施的建設成本并沒有想像那么高,可能是因為只使用可逆式水力渦輪機這個組件,而其他費用取決于現場建設,從土方工程到建造包含水力渦輪機的發電站。一項成本預測得出的結論是,抽水蓄能設施與鋰離子電池儲能系統相比更具成本競爭力。

例如,Copenhagen Infrastructure Partners去年夏天在蒙大拿州進行的一個裝機容量為400MW抽水蓄能項目獲得股權投資,這個抽水蓄能項目具有施工和運營許可證,施工將于明年開始。

氫能發電

氫能發電是另一種儲能技術,是一種中等規模的儲能裝置。其工作原理是使用可再生能源產生的電力對水進行電解,并將產生的氫氣可以存儲起來,然后用于燃料電池發電。這是一個潛在的長期儲能方案。

在過去一年中,美國至少部署了三座小型工業氫能發電裝置,全部使用質子交換膜(PEM)電解技術,通過利用太陽能或風能將水電解成氫和氧來產生氫氣。由此產生的氫氣可以儲存在壓力容器中最終用于燃料電池,由于儲氫裝置與電解槽裝置是分開的,因此對于給定的電解槽系統來說,儲氫容量沒有技術限制。

雖然質子交換膜和其他電解水技術已經很成熟,但實現更加經濟的規模化生產是一項挑戰。氫能發電技術可能需要在更多市場中立足,擴大規模,并降低成本,才能成為具有成本競爭力的儲能選擇。

如今已經開始大規模的生產。去年2月,Hydrogenics公司宣布計劃在加拿大為液化空氣公司建造一套20MW質子交換膜電解槽系統。該系統當時被稱為世界上最大的氫電解項目,每年的氫氣產量將近3000噸。

同樣在去年2月,挪威氫氣生產商Nel ASA公司宣布在瑞士實施一項的30 MW電解槽項目框架合同。該項目將從一個2MW的集裝箱式質子交換膜電解槽開始,并將氫氣出售給H2 Energy的附屬公司Hydrospider AG,為其燃料電池卡車車隊提供燃料。

ITM Power公司在德國宣布部署一個10MW 質子交換膜電解槽,并設計了一種100MW系統,根據ITM公司報告,目前電解槽的成本現在低于800歐元/kW,到2020年中期將降至500歐元/ kW以下。

荷蘭的一個工業和學術聯盟已設定了建設一個GW級電解設施目標,到2025年開始生產氫氣,耗資約3.5億歐元。

另一種可行的儲能解決方案是使用氫氣生產氨氣。日本的JGC公司已經報告了一種將氫氣轉化為氨氣的有效方法,可以將其燃燒進行發電。JGC公司認為,與氫氣相比,氨氣在安全性和成本效益方面具有各種優勢。

蓄熱儲能

蓄熱儲能的一個眾所周知的應用是熔融鹽儲能,亞利桑那州的Solana集中式太陽能發電廠就采用了這種儲能技術,其熔融鹽存儲的熱量用于驅動蒸汽輪機。然而,熱儲能還涉及其他存儲熱量的方式,例如低溫儲能。

總部位于英國的Highview Power公司于2018年6月開始在曼徹斯特附近運營一個裝機容量為5MW低溫儲能設施。這項技術利用電力在零下320華氏度冷卻和液化空氣,將液態空氣儲存在絕緣的低壓存儲罐中,然后將液態空氣暴露在環境溫度下,使其迅速重新氣化,以其膨脹至液態體積的700倍,為發電機提供動力。

Highview Power公司估計,一個200 MW/2GWh的10小時低溫儲能系統的平準化成本為 140美元/MWh。類似的低溫項目也在進行中。例如,去年7月,Highview Power公司宣布與總部位于內布拉斯加州的Tenaska Power Services簽訂合同,將在兩年內開發高達4GWh的低溫儲能設施。

根據與南加州愛迪生(SCE)的合同,總部位于加利福尼亞的Ice Energy公司目前正在安裝1200個低溫能源系統,并對這些系統進行集中控制,以管理峰值需求和負載轉移。

Siemens Gamesa公司提供了一種稱之為具有成本競爭力的技術:電熱儲能。用電將絕熱容器中的火山石加熱到600℃。隨后,使用常規蒸汽輪機將熱量轉換為電能,從而實現了45%的往返效率。該公司表示,該技術可用于改造已退役的化石燃料發電廠,并計劃于今年晚些時候在一家試點工廠開始運營。

展望未來

過去一年的儲能技術發展表明,電池儲能系統并不是唯一的儲能技術。可以長期儲能的其他技術也在不斷發展,并且這些儲能技術在未來一年將會得到更多行業人士的關注。

關鍵字:儲能技術

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