エネルギー貯蔵技術の開発の方向性と展望は？

エネルギー貯蔵技術の開発は、クリーンなエネルギー開発の保証であり、送電網の安全で経済的な運用の鍵です。エネルギー貯蔵技術は、電力システムのエネルギー貯蔵を増やし、リアルタイムバランスの「リジッド」電力システムを作成できます。電力をより「柔軟」にし、特に大規模なクリーンエネルギー電力グリッドの揮発性を遅くして、電力グリッドの運用の安全性、経済性、柔軟性を向上させます。エネルギー貯蔵技術は、一般に熱エネルギー貯蔵と電気エネルギー貯蔵に分けられます。エネルギーインターネットは、主に将来の電気エネルギー貯蔵です。

電気エネルギー貯蔵技術は、主に物理エネルギー貯蔵、電気化学エネルギー貯蔵、電磁エネルギー貯蔵の3つのカテゴリーに分類されます。

物理的エネルギー貯蔵

揚水発電は、エネルギー貯蔵技術の中で最も成熟したものの1つであり、貯蔵コストが低く、大規模なアプリケーションを実装しています。世界の揚水発電ユニットは、総設備容量が1億キロワットを超えています。日本、米国、中国が上位3位以内に設置されており、世界は水力資源が豊富であり、地形を合理的に利用することで、大容量の揚水発電所を建設し、電力供給ネットワークの安全性をより確実にすることができます。

圧縮空気エネルギー貯蔵は、電力システムの低バッテリー、駆動空気コンプレッサー、大容量ガス貯蔵チャンバーへの空気圧の使用であり、圧縮空気は電気エネルギーに変換され、システム容量が不十分な場合に潜在的なエネルギーを貯蔵することができます、圧縮空気は石油や天然ガスの燃焼と混合して、ガスタービン発電を推進し、システム負荷のニーズを満たすことができます。大容量、長寿命、経済的な圧縮空気エネルギー貯蔵ですが、発電は化石エネルギー、汚染、炭素排出を消費する必要があります。

電気化学エネルギー貯蔵

電気化学エネルギー貯蔵は、エネルギー貯蔵技術の最前線の1つです。近年、ナトリウム硫黄電池、液体フロー電池、リチウムイオン電池などの電気化学エネルギー貯蔵技術は急速に発展し、大きな開発の可能性と幅広い応用の見通しを享受しており、商業開発の段階に突入することが期待されており、将来的には、電池材料、製造技術、システム統合、運用保守の飛躍的進歩が製造・運用コストの削減に必要です。

鉛蓄電池は140年以上の歴史があり、成熟した技術、低コスト、高安全性は、バッテリーエネルギー貯蔵技術の中で最も成熟しており、現在バッテリー市場の半分以上を占めており、主に電気自転車に使用されています。 、鉛蓄電池は、エネルギー密度が低く、高品質で有毒な材料であるため、送電網のエネルギー貯蔵には適していません。

ナトリウム硫黄電池のエネルギー密度は高く、モジュール式の製造、輸送、設置が容易で、非常用電源は特殊な負荷に適しています。

液体フロー電池の容量、電解液のリサイクル可能、長いサイクル寿命、容量、電力は個別に設計できます。

リチウムイオン電池は、炭素材料用電池のアノード、カソードとしてリチウムイオン化合物です。リチウムイオン電池のサイクル性能は優れており、寿命が長く、グリーン電池と呼ばれる有毒物質を含みません。現在、リチウムイオンバッテリーは携帯電話、ラップトップ、電気自動車などの分野で広く使用されていますが、電力システムや大規模なエネルギー貯蔵に適用される1回の充電および放電サイクルのコストは1元/ KWH以上であり、効率が不足しています。

金属空気電池は、水素エネルギーの形で従来の燃料電池の代わりに金属燃料であり、無毒、無公害、安定した放電電圧、大きなエネルギー密度、小さな内部抵抗、長い耐用年数を備えた新しいタイプの燃料電池です、価格は比較的低く、多くの利点の技術要件。金属空気電池は豊富で安価な原材料であり、リサイクル可能であり、新世代のグリーンエネルギー貯蔵電池になることが期待されています。

電磁エネルギー貯蔵

スーパーキャパシタは、電気化学分極電解質エネルギー貯蔵コンポーネントによって開発され、20世紀の80年代に、エネルギー貯蔵プロセスは化学反応を起こさず、エネルギー貯蔵プロセスは可逆的であるため、スーパーキャパシタは数十万回の充電と放電を繰り返すことができます。高電力密度、スーパーキャパシタの充電および放電時間は短く、サイクル寿命が長く、動作温度範囲は広いが、エネルギー貯蔵容量が低く、大量貯蔵グリッドには適していません。

超電導磁気エネルギー貯蔵は、超電導抵抗の特性を利用しており、瞬時電力が大きく、光品質、体積が小さく、損失がなく、応答が速いという利点があり、電力系統の安定性を向上させることができるゼロエネルギー貯蔵装置です。電力供給の質の向上。超電導磁気エネルギー貯蔵はあるが、エネルギー密度が低く、容量が限られており、超電導材料技術の影響を受けるため、将来の見通しは不透明です。

開発の方向性と展望

大規模なエネルギー貯蔵は、谷間のインターネットの世界的なエネルギー負荷で使用できます。ポンプ式貯蔵、大規模で長期間の貯蔵施設などの圧縮空気エネルギー貯蔵は、送電網のピークシェービングに使用できます。大流量バッテリーはエネルギーを貯蔵し、多くのサイクル、長寿命は、電力グリッドエネルギー貯蔵装置の負荷を補うために使用できます。水素エネルギー貯蔵は、燃料電池駆動車の余剰の風力および太陽光発電を貯蔵するために使用できます。

大電力エネルギー貯蔵タイプは、大規模なクリーンエネルギー変動を抑えるために使用できます。スーパーコンデンサー、超伝導磁気エネルギー貯蔵、ナトリウム硫黄バッテリーなどのフライホイールエネルギー貯蔵タイプは、主に大規模な再生可能エネルギーに関連しています。 、風力発電の容量、太陽光発電は、再生可能エネルギーのスムーズな変動に迅速に対応し、電力システムの安全性をリアルタイムで確保できます。

電気自動車には小型のエネルギー貯蔵電池を使用できます。リチウム電池、新タイプの鉛酸電池、金属製の空気電池、エネルギーや電力密度などのエネルギー貯蔵装置は高くなりますが、電池のアイデンティティが低く、大型を形成するのが困難です容量バッテリーパックは、主に電気自動車に使用される大型発電所には適用されません。バッテリー寿命の延長とコストの削減により、エネルギー貯蔵バッテリーは電気自動車の大規模開発のニーズを満たすことができます。将来的には、電気自動車の蓄電池が世界のエネルギーインターネットに接続されるでしょう。充電時間を合理的に調整することにより、バッテリーは電力網がピークを調整するのを支援し、低谷の充電とピーク放電を実現します。

エネルギー貯蔵技術の進歩の鍵は、材料技術の飛躍的進歩にあります。エネルギー貯蔵用の新素材の継続的な革新と開発により、エネルギー貯蔵コンポーネントの耐用年数の延長、エネルギー密度の向上、充電時間の短縮、およびコストの削減において重要なブレークスルーが期待されています。

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