Самое дешевое долгосрочное хранилище энергии: научное исследование
09 ноябрь 2021
Главным недостатком использования возобновляемых источников энергии, прежде всего – энергии ветра и солнечного излучения, является их нестабильность. Именно поэтому, чем больше становится доля «зеленого» электричества на рынке (например, в Германии она уже составляет почти 40%, а в Калифорнии превысила отметку 55%), все острее становится проблема балансировки системы энергообеспечения – чем замещать недостаток электроэнергии, когда падении генерации?
Хранилища энергии: какие самые эффективные
На сегодняшний день основными методами управления переменным характером возобновляемых источников энергии является тщательное прогнозирование объемов генерации солнечными и ветровыми электростанциями (впрочем, он часто дает большие погрешности), гибкое управление нагрузками, использование маневрирующих мощностей (в условиях Украины – это теплоэлектростанции). При этом эффективным методом компенсации недостатка генерации является использование хранилищ электроэнергии.
Группа американских ученых, опираясь на данные Министерства энергетики США и перспективные разработки научных лабораторий, провела исследование эффективности использования систем хранения электроэнергии. Главной задачей было определить, какая именно технология обеспечит самую низкую стоимость накопления, хранения и обратной генерации электроэнергии:
- Для коротких (до 12 часов) периодов хранения наиболее экономичными оказались системы на основе сжатого воздуха (пневматические аккумуляторы), а также гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Большие потери при преобразовании компенсируются очень низкой стоимостью строительства и эксплуатации таких систем.
- За ними следуют системы на основе литий-ионных АКБ, но если сохранятся нынешние тенденции снижения стоимости литиевых аккумуляторов, то уже в ближайшее время они станут самыми экономически выгодными для среднесрочного (до 36 часов) хранения электроэнергии.
- Для длительного (до 120 часов) хранения электроэнергии оптимальными станут водородные системы – в период избыточной генерации они будут вырабатывать водород, который будет храниться в подземных хранилищах. Это очень перспективная технология, но на сегодняшний день она имеет большие трудности с практической реализацией. Но даже при совершенствовании технологии она не сможет конкурировать с литий-ионными системами накопления при необходимости кратковременного хранения – а именно такой режим является основным для систем, где превалируют системы генерации на основе ВИЭ.