エネルギー貯蔵産業の発展と応用の概要。
1. エネルギー貯蔵技術の概要。
エネルギー貯蔵とは、エネルギーを貯蔵することです。ある形態のエネルギーをより安定した形態に変換し、貯蔵する技術を指します。そして、必要に応じて特定の形態で放出します。エネルギー貯蔵の原理は様々で、機械式、電磁式、電気化学式の3種類に分類されます。それぞれのエネルギー貯蔵タイプには、独自の出力範囲、特性、用途があります。
エネルギー貯蔵型 | 定格出力 | 定格エネルギー | 特徴 | 応用機会 | |
機械 エネルギー貯蔵 | 搾水 储能 | 100~2,000MW | 4~10時間 | 大規模で成熟した技術、対応が遅く、地理的なリソースが必要 | 負荷調整、周波数制御およびシステムバックアップ、グリッド安定性制御。 |
压缩 空气储能 | IMW-300MW | 1~20時間 | 大規模で成熟したテクノロジー、遅い応答、地理的なリソースの必要性。 | ピークカット、システムバックアップ、グリッド安定性制御 | |
飞轮 储能 | kW~30MW | 15秒~30秒 分 | 高い比出力、高コスト、高騒音レベル | 過渡/動的制御、周波数制御、電圧制御、UPS、バッテリーエネルギー貯蔵。 | |
電磁 エネルギー貯蔵 | 超导 储能 | kW~1MW | 2秒~5分 | 応答速度が速く、比出力が高いが、コストが高く、メンテナンスが難しい | 過渡/動的制御、周波数制御、電力品質制御、UPSおよびバッテリーエネルギー貯蔵 |
超级 電気容量 | kW~1MW | 1~30秒 | 高速応答、高比出力、高コスト | 電力品質管理、UPS、バッテリーエネルギー貯蔵 | |
電気化学 エネルギー貯蔵 | 铅酸 電気池 | kW~50MW | 1分~3分 h | 成熟した技術、低コスト、短い寿命、環境保護への懸念 | 発電所のバックアップ、ブラックスタート、UPS、エネルギーバランス |
液流 電気池 | kW~100MW | 1~20時間 | 多くのバッテリーサイクルは、深い充電と放電を伴います。組み合わせるのは簡単ですが、エネルギー密度は低くなります。 | 電力品質、バックアップ電源、ピークカットとバレーフィリング、エネルギー管理、再生可能エネルギー貯蔵など、幅広い分野をカバーしています。 | |
钠硫 電気池 | 1kW~100MW | 営業時間 | 高い比エネルギー、高コスト、運用上の安全性の問題には改善が必要です。 | 電力品質は一つのアイデアです。バックアップ電源も別のアイデアです。さらに、ピークカットとバレーフィリング、エネルギー管理、そして再生可能エネルギーの貯蔵があります。 | |
锂离子 電気池 | kW~100MW | 営業時間 | 高い比エネルギー、リチウムイオン電池のコストが下がるにつれてコストも下がる | 過渡/動的制御、周波数制御、電圧制御、UPS、バッテリーエネルギー貯蔵。 |
電気化学エネルギー貯蔵には利点があります。地理的な影響を受けにくいこと、建設期間が短いこと、エネルギー密度が高いことなどが挙げられます。そのため、電気化学エネルギー貯蔵は柔軟に活用できます。様々な電力貯蔵の場面で活用できます。これは電力を貯蔵する技術であり、最も幅広い用途と開発の可能性を秘めています。主な用途はリチウムイオン電池です。数分から数時間にわたる使用が可能です。
2. エネルギー貯蔵の応用シナリオ
エネルギー貯蔵は、電力システムにおいて多様な応用シナリオを持っています。エネルギー貯蔵の主な用途は、発電、送電網、そしてユーザーです。
新エネルギー発電は従来の発電とは異なり、自然条件(光や気温など)の影響を受けます。出力は季節や日によって変動し、需要に合わせて電力を調整することは不可能です。不安定な電源です。設備容量または発電量が一定レベルに達すると、電力網の安定性に影響を与えます。電力系統の安全性と安定性を維持するために、新エネルギーシステムではエネルギー貯蔵製品を活用します。これらの製品は電力網に再接続することで出力を平滑化します。これにより、断続的で不安定な太陽光発電や風力発電などの新エネルギー発電の影響を軽減します。また、風力発電や落雷といった電力消費の問題にも対処します。
従来の系統設計と建設は、最大負荷方式に従っています。これは系統側で行われます。これは、新しい系統を構築する場合や容量を追加する場合に当てはまります。機器は最大負荷を考慮する必要があります。これはコストの上昇と資産利用率の低下につながります。系統側エネルギー貯蔵の台頭は、従来の最大負荷方式を打破する可能性があります。新しい系統を構築する場合、または古い系統を拡張する場合、系統の混雑を軽減できます。また、機器の拡張とアップグレードを促進します。これにより、系統投資コストが節約され、資産利用率が向上します。エネルギー貯蔵は、コンテナを主なキャリアとして使用します。これは発電側と系統側で使用されます。主に30kW以上の出力のアプリケーションで使用され、より高い製品容量が必要です。
ユーザー側の新エネルギーシステムは、主に発電と蓄電に利用されます。これにより、電気料金が削減され、エネルギー貯蔵によって電力の安定化が実現します。同時に、ユーザーはエネルギー貯蔵システムを利用して、価格が低いときに電力を貯蔵することもできます。これにより、価格が高いときに系統電力の使用を削減できます。また、貯蔵システムから電力を売却することで、価格のピーク時と谷時の利益を得ることもできます。ユーザー側のエネルギー貯蔵は、キャビネットを主なキャリアとして使用します。工業団地や商業団地、分散型太陽光発電所などの用途に適しています。これらの電力範囲は1kWから10kWです。製品容量は比較的小さいです。
3. 「ソース・グリッド・ロード・ストレージ」システムは、エネルギーストレージの拡張された応用シナリオです。
「ソース・グリッド・ロード・ストレージ」システムは、運用モードの一つです。「電源、電力網、負荷、エネルギー貯蔵」のソリューションを含み、エネルギー利用効率と電力網の安全性を向上させます。クリーンエネルギー利用における電力網の不安定性などの問題を解決できます。このシステムにおいて、ソースとはエネルギー供給者であり、太陽光、風力、水力などの再生可能エネルギーや、石炭、石油、天然ガスなどの従来のエネルギーを含みます。グリッドとは、送電線や電力システム設備を含むエネルギー送電網です。負荷とは、エネルギーの最終利用者であり、住民、企業、公共施設などを含みます。ストレージとは、エネルギー貯蔵技術であり、貯蔵設備と技術を含みます。
旧来の電力システムでは、火力発電所が電源であり、家庭と産業が負荷でした。両者は遠く離れており、電力網がそれらを結びます。電力網は、大規模な統合制御モードを採用しています。これは、電源が負荷に追従するリアルタイムのバランシングモードです。
「新電力システム」では、新エネルギー車の充電需要がユーザーの「負荷」として追加されました。これにより、電力網への負荷が大幅に増加しました。太陽光発電などの新エネルギー方式は、ユーザーを「電源」へと転換させました。また、新エネルギー車は急速充電を必要とします。さらに、新エネルギーの発電は不安定です。そのため、ユーザーは発電と使用が電力網に与える影響を平滑化するために「エネルギー貯蔵」を必要としています。これにより、ピーク時の電力使用と谷間の電力貯蔵が可能になります。
新エネルギーの利用は多様化しており、ユーザーは地域的なマイクログリッドの構築を望んでいます。これは、「電源」(光)、「エネルギー貯蔵」(貯蔵)、「負荷」(充電)を結び付け、制御技術と通信技術を用いて複数のエネルギー源を管理します。ユーザーは、マイクログリッドによって地域内で新エネルギーを生成・利用できるようになります。また、大規模な電力網にも2つの方法で接続します。これにより、電力網への影響を軽減し、電力網のバランス調整に貢献します。小規模なマイクログリッドとエネルギー貯蔵は、「太陽光発電蓄電充電システム」と統合されており、これは「電源系統負荷貯蔵」の重要な応用例です。
二. エネルギー貯蔵産業の応用展望と市場規模
CNESAの報告によると、2023年末までに稼働中のエネルギー貯蔵プロジェクトの総容量は289.20GWに達し、2022年末の237.20GWから21.92%増加しました。また、新規エネルギー貯蔵設備の総設置容量は91.33GWに達し、前年比99.62%増加しました。
2023年末までに、中国のエネルギー貯蔵プロジェクトの総容量は86.50GWに達しました。これは、2022年末の59.80GWから44.65%増加したものであり、現在、世界の容量の29.91%を占め、2022年末から4.70%増加しています。そのうち、揚水式貯蔵は最大の容量を持ち、59.40%を占めています。市場の成長は主に新エネルギー貯蔵によるもので、これにはリチウムイオン電池、鉛蓄電池、圧縮空気が含まれます。それらの総容量は34.51GWで、昨年より163.93%増加しています。2023年には、中国の新エネルギー貯蔵は21.44GW増加し、前年比191.77%増加します。新エネルギー貯蔵には、リチウムイオン電池と圧縮空気が含まれます。どちらも、数百の系統接続されたメガワットレベルのプロジェクトがあります。
新型エネルギー貯蔵プロジェクトの計画と建設状況から見ると、中国の新型エネルギー貯蔵は大規模化している。2022年には、計画中、建設中、または稼働中のプロジェクトは1,799件に達し、総容量は約104.50GWに達する。稼働中の新型エネルギー貯蔵プロジェクトのほとんどは中小型で、その規模は10MW未満で、全体の約61.98%を占めている。計画中および建設中の新型エネルギー貯蔵プロジェクトのほとんどは大規模で、10MW以上で、全体の75.73%を占めている。100MW以上のプロジェクトは402件以上が進行中で、電力網にエネルギーを貯蔵するための基礎と条件を備えている。
投稿日時: 2024年7月22日