Muhtasari wa maendeleo na matumizi ya tasnia ya uhifadhi wa nishati.
1. Utangulizi wa teknolojia ya kuhifadhi nishati.
Uhifadhi wa nishati ni uhifadhi wa nishati. Inarejelea teknolojia zinazobadilisha aina moja ya nishati kuwa fomu thabiti zaidi na kuihifadhi. Kisha huifungua kwa fomu maalum inapohitajika. Kanuni tofauti za uhifadhi wa nishati zimeigawanya katika aina 3: mitambo, sumakuumeme, na kemikali ya kielektroniki. Kila aina ya hifadhi ya nishati ina safu yake ya nguvu, sifa na matumizi.
Aina ya uhifadhi wa nishati | Nguvu iliyokadiriwa | Nishati iliyokadiriwa | Sifa | Matukio ya maombi | |
Mitambo Hifadhi ya Nishati | 抽水 储能 | 100-2,000MW | 4-10h | Kiwango kikubwa, teknolojia ya kukomaa; mwitikio wa polepole, unahitaji rasilimali za kijiografia | Udhibiti wa mzigo, udhibiti wa mzunguko na chelezo ya mfumo, udhibiti wa uthabiti wa gridi ya taifa. |
压缩 空气储能 | IMW-300MW | Saa 1-20 | Teknolojia ya kiwango kikubwa, iliyokomaa; mwitikio wa polepole, hitaji la rasilimali za kijiografia. | Kunyoa kilele, kuhifadhi nakala ya mfumo, udhibiti wa uthabiti wa gridi ya taifa | |
飞轮 储能 | kW-30MW | 15s-30 min | Nguvu maalum ya juu, gharama kubwa, kiwango cha juu cha kelele | Udhibiti wa muda mfupi/nguvu, udhibiti wa masafa, udhibiti wa voltage, UPS na uhifadhi wa nishati ya betri. | |
Usumakuumeme Hifadhi ya Nishati | 超导 储能 | kW-1MW | 2s-5 min | majibu ya haraka, nguvu maalum ya juu; gharama kubwa, matengenezo magumu | Udhibiti wa muda mfupi/unaobadilika, udhibiti wa masafa, udhibiti wa ubora wa nishati, UPS na hifadhi ya nishati ya betri |
超级 电容 | kW-1MW | 1-30s | majibu ya haraka, nguvu maalum ya juu; gharama kubwa | Udhibiti wa ubora wa nishati, UPS na hifadhi ya nishati ya betri | |
Electrochemical Hifadhi ya Nishati | 铅酸 电池 | kW-50MW | 1 dakika-3 h | Teknolojia ya kukomaa, gharama ya chini; maisha mafupi, masuala ya ulinzi wa mazingira | Hifadhi rudufu ya kituo cha nguvu, mwanzo mweusi, UPS, salio la nishati |
液流 电池 | kW-100MW | Saa 1-20 | Mizunguko mingi ya betri inahusisha kuchaji na kutokwa kwa kina. Wao ni rahisi kuchanganya, lakini wana wiani mdogo wa nishati | Inashughulikia ubora wa nguvu. Pia inashughulikia nguvu chelezo. Pia inashughulikia kilele cha kunyoa na kujaza bonde. Pia inashughulikia usimamizi wa nishati na uhifadhi wa nishati mbadala. | |
钠硫 电池 | 1kW-100MW | Saa | Nishati mahususi ya juu, gharama kubwa, masuala ya usalama wa uendeshaji yanahitaji uboreshaji. | Ubora wa nguvu ni wazo moja. Ugavi wa nishati mbadala ni mwingine. Kisha, kuna kunyoa kilele na kujaza bonde. Usimamizi wa nishati ni mwingine. Hatimaye, kuna hifadhi ya nishati mbadala. | |
锂离子 电池 | kW-100MW | Saa | Nishati mahususi ya juu, gharama hupungua kadri gharama ya betri za lithiamu-ioni inavyopungua | Udhibiti wa muda mfupi/nguvu, udhibiti wa masafa, udhibiti wa voltage, UPS na uhifadhi wa nishati ya betri. |
Ina faida. Hizi ni pamoja na athari kidogo kutoka kwa jiografia. Pia wana muda mfupi wa ujenzi na msongamano mkubwa wa nishati. Matokeo yake, hifadhi ya nishati ya electrochemical inaweza kutumika kwa urahisi. Inafanya kazi katika hali nyingi za kuhifadhi nguvu. Ni teknolojia ya kuhifadhi nguvu. Ina anuwai ya matumizi na uwezekano mkubwa wa maendeleo. Ya kuu ni betri za lithiamu-ion. Zinatumika katika matukio kutoka dakika hadi saa.
2. Matukio ya maombi ya kuhifadhi nishati
Hifadhi ya nishati ina utajiri wa matukio ya matumizi katika mfumo wa nguvu. Hifadhi ya nishati ina matumizi 3 kuu: uzalishaji wa nishati, gridi ya taifa na watumiaji. Wao ni:
Uzalishaji wa nishati mpya ni tofauti na aina za jadi. Inathiriwa na hali ya asili. Hizi ni pamoja na mwanga na joto. Pato la nguvu hutofautiana kwa msimu na siku. Kurekebisha nguvu kwa mahitaji haiwezekani. Ni chanzo cha nguvu kisicho imara. Wakati uwezo uliowekwa au uwiano wa uzalishaji wa nguvu unafikia kiwango fulani. Itaathiri uthabiti wa gridi ya nishati. Ili kuweka mfumo wa nishati salama na thabiti, mfumo mpya wa nishati utatumia bidhaa za kuhifadhi nishati. Wataunganisha tena kwenye gridi ya taifa ili kulainisha pato la nguvu. Hii itapunguza athari za nishati mpya. Hii ni pamoja na nguvu ya photovoltaic na upepo. Wao ni vipindi na tete. Pia itashughulikia matatizo ya matumizi ya nishati, kama vile upepo na kuacha mwanga.
Ubunifu na ujenzi wa gridi ya jadi hufuata njia ya juu zaidi ya kupakia. Wanafanya hivyo kwa upande wa gridi ya taifa. Hiyo ndiyo kesi wakati wa kujenga gridi mpya au kuongeza uwezo. Vifaa lazima vizingatie mzigo wa juu. Hii itasababisha gharama kubwa na matumizi ya chini ya mali. Kupanda kwa hifadhi ya nishati ya upande wa gridi kunaweza kuvunja mbinu ya awali ya upakiaji. Wakati wa kutengeneza gridi mpya au kupanua ya zamani, inaweza kupunguza msongamano wa gridi ya taifa. Pia inakuza kupanua na kuboresha vifaa. Hii huokoa gharama za uwekezaji wa gridi ya taifa na kuboresha matumizi ya mali. Hifadhi ya nishati hutumia vyombo kama mtoa huduma mkuu. Inatumika kwenye pande za uzalishaji wa umeme na gridi ya taifa. Ni hasa kwa programu zilizo na nguvu ya zaidi ya 30kW. Wanahitaji uwezo wa juu wa bidhaa.
Mifumo mipya ya nishati kwa upande wa mtumiaji hutumiwa hasa kuzalisha na kuhifadhi nguvu. Hii hupunguza gharama za umeme na hutumia hifadhi ya nishati ili kuleta utulivu. Wakati huo huo, watumiaji wanaweza pia kutumia mifumo ya kuhifadhi nishati kuhifadhi umeme wakati bei ni ya chini. Hii inawaruhusu kupunguza matumizi yao ya umeme wa gridi ya taifa wakati bei iko juu. Wanaweza pia kuuza umeme kutoka kwa mfumo wa kuhifadhi ili kupata pesa kutoka kwa bei ya kilele na bonde. Hifadhi ya nishati ya upande wa mtumiaji hutumia kabati kama mtoa huduma mkuu. Inafaa maombi katika mbuga za viwanda na biashara na vituo vya nguvu vya photovoltaic vilivyosambazwa. Hizi ziko katika safu ya nguvu ya 1kW hadi 10kW. Uwezo wa bidhaa ni duni.
3. Mfumo wa "chanzo-gridi-mzigo-uhifadhi" ni hali ya utumizi iliyopanuliwa ya uhifadhi wa nishati.
Mfumo wa "chanzo-gridi-mzigo-uhifadhi" ni hali ya uendeshaji. Inajumuisha suluhisho la "chanzo cha nguvu, gridi ya umeme, mzigo, na hifadhi ya nishati". Inaweza kuongeza ufanisi wa matumizi ya nishati na usalama wa gridi ya taifa. Inaweza kurekebisha matatizo kama vile tete ya gridi ya taifa katika matumizi safi ya nishati. Katika mfumo huu, chanzo ni mtoaji wa nishati. Ni pamoja na nishati mbadala, kama vile jua, upepo, na umeme wa maji. Pia inajumuisha nishati ya jadi, kama vile makaa ya mawe, mafuta, na gesi asilia. Gridi ni mtandao wa usambazaji wa nishati. Inajumuisha mistari ya maambukizi na vifaa vya mfumo wa nguvu. Mzigo ni mtumiaji wa mwisho wa nishati. Inajumuisha wakazi, makampuni ya biashara, na vifaa vya umma. Uhifadhi ni teknolojia ya kuhifadhi nishati. Inajumuisha vifaa vya kuhifadhi na teknolojia.
Katika mfumo wa zamani wa nguvu, mimea ya nguvu ya joto ni chanzo cha nguvu. Nyumba na viwanda ni mzigo. Wawili hao wako mbali sana. Gridi ya nguvu inawaunganisha. Inatumia hali kubwa, iliyounganishwa ya udhibiti. Ni hali ya kusawazisha ya wakati halisi ambapo chanzo cha nishati hufuata mzigo.
Chini ya "neue Leistungssystem", mfumo huo uliongeza mahitaji ya malipo ya magari mapya ya nishati kama "mzigo" kwa watumiaji. Hii imeongeza sana shinikizo kwenye gridi ya umeme. Mbinu mpya za nishati, kama vile photovoltais, zimewaruhusu watumiaji kuwa "chanzo cha nishati." Pia, magari mapya ya nishati yanahitaji malipo ya haraka. Na, uzalishaji wa nishati mpya sio thabiti. Kwa hivyo, watumiaji wanahitaji "hifadhi ya nishati" ili kulainisha athari za uzalishaji wao wa nguvu na matumizi kwenye gridi ya taifa. Hii itawezesha utumiaji wa kilele cha nishati na uhifadhi wa nguvu kupitia nyimbo.
Matumizi mapya ya nishati yanatofautiana. Watumiaji sasa wanataka kuunda microgridi za ndani. Hizi huunganisha "vyanzo vya nguvu" (mwanga), "hifadhi ya nishati" (hifadhi), na "mizigo" (kuchaji). Wanatumia teknolojia ya udhibiti na mawasiliano kudhibiti vyanzo vingi vya nishati. Huwaruhusu watumiaji kuzalisha na kutumia nishati mpya ndani ya nchi. Pia huunganisha kwenye gridi ya nguvu kubwa kwa njia mbili. Hii inapunguza athari zao kwenye gridi ya taifa na husaidia kusawazisha. Microgrid ndogo na hifadhi ya nishati ni "hifadhi ya photovoltaic na mfumo wa malipo". Imeunganishwa. Huu ni utumizi muhimu wa "hifadhi ya upakiaji wa gridi ya chanzo".
二. Matarajio ya maombi na uwezo wa soko wa tasnia ya uhifadhi wa nishati
Ripoti ya CNESA inasema hadi mwisho wa 2023, uwezo wa jumla wa miradi ya kuhifadhi nishati ilikuwa 289.20GW. Hii ni juu ya 21.92% kutoka 237.20GW mwishoni mwa 2022. Jumla ya uwezo uliowekwa wa hifadhi mpya ya nishati ilifikia 91.33GW. Hili ni ongezeko la asilimia 99.62 kutoka mwaka uliopita.
Kufikia mwisho wa 2023, uwezo wa jumla wa miradi ya kuhifadhi nishati nchini China ulifikia 86.50GW. Ilikuwa juu ya 44.65% kutoka 59.80GW mwishoni mwa 2022. Sasa wanafanya 29.91% ya uwezo wa kimataifa, hadi 4.70% kutoka mwisho wa 2022. Miongoni mwao, hifadhi ya pumped ina uwezo zaidi. Inachukua 59.40%. Ukuaji wa soko huja hasa kutokana na hifadhi mpya ya nishati. Hii ni pamoja na betri za lithiamu-ion, betri za asidi ya risasi, na hewa iliyobanwa. Wana uwezo wa jumla wa 34.51GW. Hili ni ongezeko la asilimia 163.93 kutoka mwaka jana. Mnamo 2023, hifadhi mpya ya nishati ya China itaongezeka kwa 21.44GW, ongezeko la mwaka hadi mwaka la 191.77%. Hifadhi mpya ya nishati inajumuisha betri za lithiamu-ioni na hewa iliyobanwa. Zote zina mamia ya miradi iliyounganishwa na gridi ya taifa, ya kiwango cha megawati.
Kwa kuzingatia upangaji na ujenzi wa miradi mipya ya kuhifadhi nishati, hifadhi mpya ya nishati ya China imekuwa ya kiwango kikubwa. Mnamo 2022, kuna miradi 1,799. Zimepangwa, zinaendelea kujengwa, au zinafanya kazi. Wana uwezo wa jumla wa takriban 104.50GW. Miradi mingi ya uhifadhi wa nishati inayotekelezwa ni ndogo na ya kati. Kiwango chao ni chini ya 10MW. Wanaunda takriban 61.98% ya jumla. Miradi ya kuhifadhi nishati katika kupanga na inayojengwa mara nyingi ni mikubwa. Ni 10MW na kuendelea. Wanaunda 75.73% ya jumla. Zaidi ya miradi 402 ya megawati 100 iko kwenye kazi. Wana msingi na masharti ya kuhifadhi nishati kwa gridi ya nguvu.
Muda wa kutuma: Jul-22-2024