...
penyimpanan energi jangka panjang

Pengetahuan tentang penyimpanan energi jangka panjang

Daftar Isi
Seiring dengan percepatan proses dekarbonisasi sistem tenaga global, kapasitas terpasang dan proporsi daya sumber energi baru seperti tenaga angin dan fotovoltaik terus meningkat, dan permintaan akan dukungan daya yang andal dalam sistem tenaga terus meningkat. Dalam beberapa tahun terakhir, penyimpanan energi jangka panjang mulai memasuki mata publik, dan dengan cepat memicu ledakan dalam penelitian teknologi dan investasi modal .., penyimpanan energi jangka panjang mulai menjadi perhatian publik, dan dengan cepat memicu ledakan dalam penelitian teknologi dan investasi modal.

Apa yang dimaksud dengan penyimpanan energi jangka panjang?

Sejauh ini, penyimpanan energi jangka panjang masih merupakan hal yang baru, dan belum ada definisi terpadu untuk penyimpanan energi jangka panjang di seluruh dunia. Dalam beberapa tahun terakhir, penyimpanan energi jangka panjang mulai memasuki mata publik, dan dengan cepat memicu ledakan dalam penelitian teknologi dan investasi modal, "Ringkasan Masalah - Penyimpanan energi jangka panjang" yang dikeluarkan oleh Sandia National Laboratory di Amerika Serikat percaya bahwa penyimpanan energi jangka panjang adalah teknologi penyimpanan energi dengan waktu pengosongan terus menerus tidak kurang dari 4 jam. Dalam dua tahun terakhir, Departemen Energi AS akan mengeluarkan laporan tentang mendukung penyimpanan energi jangka panjang, yang mendefinisikan penyimpanan energi jangka panjang sebagai teknologi penyimpanan energi dengan waktu pengosongan terus menerus tidak kurang dari 10 jam dan masa pakai 15-20 tahun. Lebih banyak lagi ahli yang telah menerbitkan artikel di jurnal, mendefinisikan penyimpanan energi jangka panjang sebagai teknologi penyimpanan energi yang dapat bertahan dari hari ke hari. Untuk membedakannya dengan sistem penyimpanan energi 2 jam yang saat ini sedang dibangun dalam skala besar di Cina, beberapa praktisi juga mengklasifikasikan teknologi penyimpanan energi 4 jam atau lebih sebagai penyimpanan energi jangka panjang.

Mengapa mengembangkan penyimpanan energi jangka panjang?

Untuk menjawab pertanyaan ini, pertama-tama kita harus mulai dengan mengapa penyimpanan energi dikembangkan. Sistem daya tanpa penyimpanan energi relatif tidak stabil. Namun, saat ini, sistem tenaga yang sebagian besar didasarkan pada tenaga panas masih memiliki dukungan daya yang dapat diandalkan, karena tenaga panas yang dihasilkan sesuai permintaan memastikan pengoperasian sistem tenaga. Namun, dengan implementasi mendalam dari kebijakan pengurangan emisi karbon dioksida di masa depan, proporsi sumber energi terbarukan yang sangat tidak stabil (terutama energi matahari dan angin) akan meningkat sampai batas tertentu, dan listrik akan kekurangan pasokan di malam hari tanpa angin dan tanpa cahaya. Untuk meningkatkan keandalan sistem tenaga listrik, pengembangan penyimpanan energi pendukung sangat penting. Jadi, mengapa mengembangkan penyimpanan energi jangka panjang? Sebagai contoh, jika pembangkit listrik tenaga air mengatur kapasitas penyimpanan waduk hanya untuk dua jam, maka paruh kedua malam masih akan dihabiskan dalam kegelapan; bahkan jika kapasitas penyimpanan waduk mencukupi untuk sepuluh jam, kita harus berdoa agar keesokan harinya cerah. Atau berangin, jika hari berangin tanpa angin berlangsung selama dua atau tiga hari, kita harus menyiapkan waduk yang lebih besar, yaitu penyimpanan energi jangka panjang. Tentu saja, sistem tenaga listrik masa depan juga akan memiliki sumber daya lain selain angin. Mempertimbangkan karakteristik pelengkap pembangkit listrik, ditambah dengan penyimpanan energi jangka panjang dengan durasi yang sesuai, sistem tenaga listrik akan menjadi pembangkit listrik tenaga air yang diatur sepenuhnya, yang dapat bebas dari rasa khawatir sepanjang tahun. sistem tenaga listrik di masa depan juga akan memiliki sumber tenaga lain selain angin Para ahli industri memperkirakan bahwa pada tahun 2040, 85-140 miliar kWh penyimpanan energi jangka panjang akan digunakan secara global.

Teknologi penyimpanan energi jangka panjang apa yang digunakan di Tiongkok?

Berdasarkan jenis teknologinya, penyimpanan energi jangka panjang dapat diklasifikasikan sebagai penyimpanan energi mekanis, elektrokimia, penyimpanan termal, dan kimia. Selanjutnya, kami akan memperkenalkan beberapa teknologi penyimpanan energi jangka panjang yang umum digunakan di Cina, yaitu penyimpanan hidro yang dipompa, baterai aliran cair, penyimpanan termal garam cair, dan penyimpanan energi udara bertekanan.

Penyimpanan hidro yang dipompa

Penyimpanan yang dipompa memiliki dua reservoir, atas dan bawah. Untuk penyimpanan energi, air dipompa ke reservoir atas dengan energi listrik, yang diubah menjadi energi potensial gravitasi; untuk pembangkit listrik, air dilepaskan ke reservoir bawah untuk menggerakkan turbin, dan energi potensial gravitasi diubah menjadi energi listrik. Pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa memiliki skala konstruksi yang besar dan masa konstruksi yang lama, tetapi mampu memberikan lebih banyak energi ke sistem tenaga. Saat ini, kapasitas individu pembangkit listrik penyimpanan yang dipompa adalah 300.000 hingga 400.000 kilowatt, dengan total kapasitas terpasang 300.000 hingga 3.600.000 kilowatt, dan waktu penyimpanan umumnya 4-10 jam. Penyimpanan yang dipompa memiliki dua reservoir, atas dan bawah

Baterai aliran cairan

Baterai aliran cairan mengacu pada penempatan elektrolit dan tumpukan listrik secara terpisah, dan reaksi kimia yang dapat dibalik terjadi ketika elektrolit positif dan negatif mengalir melalui tumpukan listrik untuk mewujudkan transformasi timbal balik energi listrik dan kimia. Siklus konstruksi baterai aliran cairan pendek, dan dengan menyesuaikan kapasitas tumpukan atau elektrolit, pembangkit listrik dan kapasitas penyimpanan energi dapat diperkuat. Kapasitas terpasang baterai aliran saat ini adalah 10-100MW, dan waktu penyimpanan energi umumnya 2-6 jam.

Penyimpanan Termal Garam Cair

Penyimpanan termal garam cair mencapai penyimpanan energi dengan memanaskan garam cair. Dalam proses pelepasan energi, pertukaran panas garam cair suhu tinggi menghasilkan suhu tinggi dan uap bertekanan tinggi untuk menggerakkan turbin uap untuk pembangkit listrik. Penyimpanan energi garam cair berskala besar dan memiliki masa pakai yang lama, dan pada tahap ini terutama digunakan di pembangkit listrik CSP. Saat ini, kapasitas terpasang penyimpanan garam cair adalah 10-100MW, dan waktu penyimpanan umumnya 5-15 jam. 4. penyimpanan termal garam cair mencapai penyimpanan energi dengan memanaskan garam cair

Penyimpanan energi jangka panjang udara terkompresi

Penyimpanan energi jangka panjang dari udara terkompresi umumnya menggunakan gua garam atau wadah untuk menyimpan udara bertekanan tinggi. Selama proses penyimpanan energi, kompresor memampatkan dan menyimpan udara, mengubah energi listrik menjadi energi udara internal; saat melepaskan energi, udara bertekanan tinggi menggerakkan turbin untuk menghasilkan listrik, mengubah energi udara internal menjadi energi listrik. Pembangkit listrik penyimpanan energi jangka panjang udara terkompresi memiliki siklus konstruksi yang panjang dan keamanan yang tinggi, yang termasuk dalam teknologi penyimpanan energi jangka panjang mekanis. Saat ini, kapasitas terpasang pembangkit listrik penyimpanan energi udara terkompresi adalah 10-300 MW, dan waktu penyimpanan energi umumnya 4-10 jam. Selain itu, gua atau wadah garam dapat digunakan untuk menyimpan hidrogen untuk mencapai penyimpanan energi kimia selama berminggu-minggu atau bahkan musim.

Teknologi penyimpanan energi jangka panjang yang aneh apa lagi yang ada?

Banyak teknologi mutakhir penyimpanan energi jangka panjang yang masih dalam tahap awal R&D dan demonstrasi, seperti penyimpanan energi baterai besi-udara, penyimpanan energi batu panas, penyimpanan energi baterai karbon dioksida, penyimpanan energi aluminium cair, dll.

Penyimpanan energi jangka panjang dari baterai besi-udara

Baterai besi-udara adalah jenis baterai logam-udara yang prinsip dasarnya didasarkan pada oksidasi (pengkaratan) besi yang dapat dibalik. Ketika baterai besi-udara dikosongkan, oksigen di udara menyebabkan besi berkarat; ketika diisi, karat direduksi menjadi besi oleh aksi arus listrik. Satu-satunya zat yang dipancarkan oleh proses ini adalah oksigen. Form Energy, perusahaan yang menemukan teknologi ini, mengklaim bahwa sistem penyimpanan energi menggunakan baterai ini dapat bertahan hingga 100 jam dengan biaya yang sebanding dengan pembangkit listrik berbahan bakar fosil yang sudah ada.

Penyimpanan energi jangka panjang batuan panas

Perusahaan teknologi penyimpanan sedang mengerjakan sebuah teknologi untuk menyimpan energi listrik dalam bentuk panas di dalam batu, yang dijuluki GridScale. Penyimpanan energi GridScale terdiri dari satu atau beberapa set tangki baja yang diisi dengan puing-puing. Batu yang dihancurkan adalah batu basal yang dihancurkan hingga seukuran kacang polong dan dapat menahan pemanasan berulang kali. Pengisian dan pengosongan dilakukan melalui sistem kompresor dan turbin yang memompa energi panas dari tangki yang berisi batu dingin ke dalam tangki yang berisi batu panas. Batu-batu di dalam tabung dingin menjadi lebih dingin, sementara tabung panas menjadi lebih panas, mencapai suhu hingga 600 derajat Celcius. Energi dapat disimpan di dalam batu selama berhari-hari, dan ketika listrik dibutuhkan oleh jaringan listrik, energi panas dikembalikan dari tangki panas ke tangki dingin melalui turbin, menghasilkan listrik. Ini adalah solusi penyimpanan energi jangka panjang yang efisien karena kehilangan energi yang rendah, dan jumlah tangki penyimpanan dapat dipilih sesuai dengan waktu dan kapasitas penyimpanan yang diperlukan. 5. Penyimpanan energi GridScale terdiri dari satu atau lebih set tangki baja yang diisi dengan puing-puing

Penyimpanan energi jangka panjang dari baterai karbon dioksida

Energy Dome dari Italia mengklaim bahwa baterai karbon dioksida mereka dapat menyediakan penyimpanan energi skala jaringan yang murah dan responsif. Prinsipnya mirip dengan sistem penyimpanan energi jangka panjang udara terkompresi. Generator memampatkan karbon dioksida menjadi cairan dan menyimpannya, serta menyimpan limbah panas yang dihasilkan oleh gas yang dimampatkan; ketika dibutuhkan untuk mendukung jaringan listrik, karbon dioksida cair diuapkan dengan limbah panas yang disimpan sebelumnya untuk menggerakkan turbin kedua. Listrik dihasilkan, dan gas karbon dioksida dikembalikan ke kantung udara. Menurut Energy Dome, baterai karbon dioksida ukuran penuh memiliki kapasitas hingga 25 megawatt dan menyimpan energi 100 hingga 200 megawatt jam dengan siklus pengisian/pengosongan yang optimal selama 4 hingga 24 jam, sehingga ideal untuk siklus harian dan siang hari; efisiensi konversinya mencapai 75 %, masa pakai baterai diperkirakan sekitar 25 tahun, dan biaya yang diratakan (LCOS) dapat serendah $50-60 / MWh dalam beberapa tahun. Energy Dome membandingkan teknologinya dengan penyimpanan energi udara terkompresi (CAES) dan penyimpanan energi udara cair (LAES) dan menyimpulkan bahwa baterai karbon dioksida memiliki kepadatan penyimpanan energi 10 hingga 30 kali lipat dari CAES, meskipun hanya dua pertiga dari LAES, tetapi tidak memerlukan suhu rendah dan dapat disimpan pada suhu sekitar.

Penyimpanan energi jangka panjang dari aluminium cair

Teknologi eksperimental perusahaan Swedia Azelio, penyimpanan energi jangka panjang dari aluminium cair, telah dipasang di kompleks tenaga surya berkapasitas 580 MW di Maroko (510 MW CSP dan 70 MW PV). Teknologi ini menggunakan bahan perubahan fase yang terbuat dari paduan aluminium daur ulang sebagai media penyimpanan termal, satu cara menggunakan listrik untuk memanaskan aluminium daur ulang hingga 600 ° C melalui pemanas resistif, dan cara lain menggunakan sistem panas matahari terkonsentrasi yang melelehkan paduan aluminium dengan panas yang dihasilkan oleh sistem, sehingga menyimpan energi dalam bentuk panas. Ketika energi perlu dilepaskan, paduan tersebut mendingin dan memadat kembali, dan panas yang dilepaskan dikirim ke mesin untuk menghasilkan listrik dengan menggunakan oli transfer panas. Limbah panas pada suhu 65°C juga dapat dijual ke pengguna industri atau ke sistem pemanas distrik setempat. panas yang dilepaskan dikirim ke mesin Sistem Penyimpanan Energi Jangka Panjang Aluminium Cair Menurut Azelio, proses ini memiliki efisiensi pulang-pergi sebesar 90 persen ketika listrik dan limbah panas digunakan; teknologi ini memungkinkan penyimpanan listrik hingga 13 jam, dapat dipasang secara modular dan dapat menyediakan panas sesuai permintaan, dalam cuaca panas atau dingin. Teknologi ini dapat digunakan di semua kondisi iklim, dan umur sistem diperkirakan hingga 30 tahun. Pada saat yang sama, skema ini dapat ditingkatkan dari 100 kilowatt menjadi 100 megawatt; dan media penyimpanan aluminium daur ulang dapat digunakan berulang kali tanpa mengurangi kapasitas dari waktu ke waktu. Secara keseluruhan, semakin banyak perusahaan yang bergabung dalam penelitian dan pengembangan teknologi penyimpanan energi jangka panjang serta kompetisi. Namun, masa depan penyimpanan energi jangka panjang masih membutuhkan eksplorasi dan penelitian yang berkelanjutan.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Mendaftar untuk mendapatkan buletin

Dapatkan berita dan informasi terbaru

Buletin BG