丹尼斯·库兹涅佐夫(Denis Kuznetsov)
为了达到100%可再生能源的世界,将需要存储一些太阳能和风能,以便在电力需求超过发电量时可供以后使用。今天,如果您阅读有关可再生能源的期刊或博客,很可能会发现许多文章和报告,这些文章和报告证实了储能在未来全球能源格局转变中的关键作用。同时,尽管近年来对大规模储能的关注度很高,但在主导可再生能源的道路上,这仍然是一个尚未解决的基本问题。
如今,抽水蓄能是唯一成熟的技术,它占全球蓄能能力的99%以上。这项技术包括在阳光明媚或风吹动时(或某些其他动力源能够发电)将水向上坡泵入大型水库,然后让其再次流下以发电。
但是,抽水技术在很大程度上在地理上仅限于山区。它还需要非常大的水库和水源,这会对周围地区造成严重的环境损害。
同时,其他大有前途的大容量存储形式,例如电池,压缩空气存储和氢存储,目前正处于发展的初期。在其中一项技术大规模发展之前,将面临许多技术挑战。(在此我将不对存储技术进行描述和比较。许多组织(例如EASE / EERA和DTU)已经发布了有关不同存储选项的优缺点的详尽报告。最近在CleanTechnica上发布的储能视频也涵盖了这些内容。)
与小型存储市场(例如,我们可以看到越来越多的竞争性初创公司显着改善电池解决方案)相比,目前没有足够的公司参与大型储能开发。造成这种情况的主要原因之一是与大规模储能相关的研发成本极高。没有启动或研究实验室能够承担起建立和维持大规模储能试点项目的费用。反过来,私人投资者并不热衷于投资潜力巨大但尚未得到验证的概念。因此,今天迫切需要有补贴的现场试验和示范项目,以验证新技术和新概念以及与特定储能解决方案相关的不同业务模型。
我们可以引用四个当前的欧洲项目(HyUnder,INGRID,MYRTE,GRHYD)作为此类基于氢的存储系统的示范项目的示例。氢溶液基本上基于利用风或太阳产生的能量对水进行电解,通过氢可以产生和压缩氢,或者根据需要以液态形式保留氢。然后,氢气可用于燃料电池中以直接发电,或转化为甲烷并用于为常规的燃气轮机发电机提供动力。氢技术的主要优点是单位质量的储能密度高,而其实际缺点是成本高和效率低。示范项目旨在回答以下问题:“氢气是能量存储的可行解决方案吗?”
INGRID的主要目的是证明最初将安全,高密度的固态氢存储系统与基于ICT的主动网络控制技术相结合的有效性,以在分布式可再生能源普及率很高的情况下平衡高度可变的电力供需。该项目将通过位于意大利普利亚的39 MWh储能真实生活演示器的设计,部署和操作进行演示。该试验设施将使用氢能存储设备为本地配电网提供智能平衡支持,其中氢能存储设备具有一吨以上安全存储的氢和新型快速响应的1.2 MW电解发生器。
HyUnder评估了欧洲通过地下氢气存储大规模和季节性存储可再生电力的潜力。HyUnder的中心主题是代表性的案例研究,重点是盐洞存储:该项目预见了针对德国,西班牙,英国,罗马尼亚,法国和荷兰的地下氢存储个体案例研究的发展。
Myrte项目的目标是测试太阳能发电厂与氢能存储系统的“全面”耦合。MYRTE将太阳能发电与氢气相结合,为丰富的当地资源(太阳)增添了价值,并解决了在科西嘉岛的电网中注入波动性可再生能源所带来的间歇性约束。
GRHYD项目旨在将高峰时期以外产生的可再生能源中的电能转化为氢气,然后将其与天然气结合起来用于取暖,热水生产或用作燃料。因此,该项目有助于通过氢生产引入灵活的解决方案,将能源链中的电力和天然气耦合在一起,同时使可再生能源在能源消耗中的份额最大化。
为什么这些示范项目值得关注?
正如已经提到的那样,开发高效且具有成本效益的储能解决方案将极大地增加可再生能源的采用。在这种情况下,上述示范项目旨在证明在现实条件下氢能存储选件的技术和经济可行性。这些项目试图确认现有的假设,将研究结果转化为可靠的技术,并产生新知识以加速未来的创新。它们还将为现有公司指出新的机会,并鼓励新公司进入市场。此外,成熟的技术将减少不确定性和风险,这对于私人投资者而言至关重要。
关于作者:丹尼斯·库兹涅佐夫(Denis Kuznetsov)在一家有前途的法国清洁技术公司Carbovac工作,在该国试行碳氢化合物蒸气回收的国际项目。除工作外,Denis在其网站InnoDigest上还介绍了清洁技术,研究项目和技术转让。
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