Lưu trữ năng lượng: chìa khóa cho một tương lai khử cacbon
Lưu trữ năng lượng hiệu quả là một trụ cột cơ bản của quá trình chuyển đổi năng lượng: cho phép sản xuất năng lượng tái tạo linh hoạt và đảm bảo sự tích hợp của nó vào lưới điện. Chúng ta cùng tìm hiểu xem hệ thống lưu trữ nào hiệu quả nhất và hệ thống nào hứa hẹn thúc đẩy quá trình chuyển đổi cần thiết sang hệ thống điện khử cacbon – hệ thống điện sạch.
Lưu trữ năng lượng, ngoài việc tích hợp năng lượng tái tạo, mang lại hiệu quả tiết kiệm cho lưới điện.
Điện có thể dễ dàng được tạo ra, vận chuyển và biến đổi. Tuy nhiên, cho đến nay vẫn chưa thể lưu trữ nó một cách thiết thực, dễ dàng và tiết kiệm chi phí. Điều này có nghĩa là điện cần được tạo ra liên tục theo nhu cầu và do đó, năng lượng tái tạo cần có hệ thống lưu trữ hỗ trợ để lưu trữ và tích hợp chúng, để tránh lãng phí năng lượng sạch trong các mãng cung cấp và mang lại hiệu quả và an ninh cao hơn cho lưới điện.
Trong một thế giới đang trong quá trình chuyển đổi từ nhiên liệu hóa thạch sang các nguồn năng lượng tái tạo, chẳng hạn như năng lượng gió và năng lượng mặt trời , việc lưu trữ năng lượng này được cải thiện là rất quan trọng để hỗ trợ các công nghệ này, đảm bảo rằng lưới điện có thể được cân bằng và có thể góp phần tối đa hóa mỗi megawatt xanh được tạo ra.
HỆ THỐNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG CHÍNH
Điện không thể được lưu trữ như vậy và do đó nó cần được chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, chẳng hạn như cơ học hoặc hóa học. Hệ thống lưu trữ có thể gia tăng giá trị ở mọi giai đoạn của chuỗi cung ứng. Tùy thuộc vào công suất của chúng, các hệ thống lưu trữ năng lượng được chia thành: lưu trữ quy mô lớn, được sử dụng ở những nơi cần quy mô GW; lưu trữ trong lưới điện và trong các bộ lưu trữ để phát điện, nơi sử dụng quy mô MW và cuối cùng là lưu trữ ở cấp người dùng cuối, áp dụng cho cấp dân dụng với quy mô kW.
Các công nghệ lưu trữ năng lượng.
Hiện tại, các các cách tích trữ năng lượng và các công nghệ chính cho phép chuyển đổi và tích trữ năng lượng hiệu quả sau:
BƠM THỦY ĐIỆN
Đây là hệ thống lưu trữ quy mô lớn đang hoạt động hiệu quả nhất. Là một công nghệ hiệu quả về chi phí và đã được chứng minh. Cung cấp sự ổn định cho hệ thống lưới điện và có thể tạo ra mức năng lượng sạch đáng kể với thời gian đáp ứng nhanh chóng.
KHÍ NÉN
Những thiết bị này có một động cơ đảo chiều, trong thời gian dư thừa năng lượng, không khí xung quanh sẽ được lưu trữ ở áp suất cao trong các thiết bị ngầm. Nó là một hệ thống lưu trữ cơ học có công suất tương đương với bơm thủy điện.
LƯU TRỮ NHIỆT
Nó bao gồm việc tích trữ năng lượng trong các vật liệu cho phép nó được giữ lại và giải phóng một cách có kiểm soát, thông qua các phương pháp từ làm mát bằng tích tụ băng đến tiếp xúc với nhiệt độ cực cao.
SIÊU TỤ ĐIỆN
Đây là thiết bị có khả năng tích trữ lượng lớn năng lượng điện dưới dạng tích điện, nghĩa là không xảy ra phản ứng hóa học. Các siêu tụ điện có thể được sạc hoặc xả chỉ trong vài giây, do đó, rất lý tưởng để đáp ứng vào lúc năng lượng đạt đỉnh hoặc sự gián đoạn cung cấp điện ngắn hạn.
BÁNH ĐÀ
Đây là một hệ thống lưu trữ cơ học bao gồm một bánh đà kim loại (dạng đĩa) bắt đầu quay khi có một mô-men xoắn tác dụng vào nó, sau đó với tác dụng như phanh bánh xe sẽ tạo ra một mô-men phanh cứng lại, năng lượng điện được bảo toàn dưới dạng động năng.
PIN LƯU TRỮ
Đây là một thiết bị lưu trữ năng lượng trong các hợp chất, có phản ứng hóa học tạo ra điện tích. Có nhiều loại, chẳng hạn như pin axit- chì, pin lithium ion hoặc nickel cadmium. Những ưu điểm chính của pin là phản ứng nhanh (mili giây), dễ lắp đặt, khả năng mở rộng cao và cuối cùng là nhiều lợi ích mà chúng có thể mang lại cho các tài sản tái tạo mà chúng kết nối.
PIN NHIÊN LIỆU HYDRO
Đây là loại hình lưu trữ hóa chất liên tục. Nó khác với pin lưu trữ trên (axit- chì, pin lithium ion hoặc nickel cadmium) ở chỗ nó được cung cấp liên tục bằng hydro từ bên ngoài cho phép sử dụng được liên tục. Có nhiều loại pin nhiên liệu khác, nhưng hydro là loại nhiên liệu được sử dụng phổ biến nhất, với chi phí khả thi nhất trong tương lai.
- VỀ PIN LITHIUM: LƯU TRỮ CỦA TƯƠNG LAI
Trong những năm gần đây, lĩnh vực năng lượng tái tạo đã coi pin lithium-ion là giải pháp cho vấn đề chính của nó: lưu trữ năng lượng được tạo ra. Là một trong những nguyên tố nhỏ nhất trong bảng tuần hoàn, liti có thế điện hóa cao và có thể tích trữ một lượng lớn năng lượng. Với trọng lượng thấp và hiệu suất cao đáng mơ ước, chỉ có một trở ngại cho đến nay đã ngăn cản pin lithium trở thành công nghệ lưu trữ tiêu chuẩn cho năng lượng tái tạo: giá thành còn cao.
Tuy nhiên, tình hình này dường như đang thay đổi và được giải quyết từng bước trong tương lai gần. Theo một nghiên cứu gần đây của Bloomberg NEF (BNEF), chi phí của pin lithium-ion sẽ giảm đáng kể trong những năm tới – thậm chí là mức giảm 85% xảy ra từ năm 2010 đến năm 2018. Cụ thể, BNEF dự đoán mức giảm 50% chi phí của pin lithium-ion trên mỗi kW/h vào năm 2030, khi nhu cầu tăng lên ở hai thị trường khác nhau: lưu trữ cố định và xe điện.
Điều này sẽ dẫn đến các cơ sở lưu trữ năng lượng trên toàn thế giới tăng lên theo cấp số nhân, từ 9GW/17GWh khiêm tốn được triển khai từ năm 2018 lên 1.095 GW/2.850 GWh vào năm 2040. Sự gia tăng đáng kể này sẽ đòi hỏi khoản đầu tư ước tính khoảng 662 tỷ USD.
Theo dự báo của BNEF, tổng nhu cầu về pin trong lĩnh vực lưu trữ cố định và xe điện sẽ là 4.584 GWh vào năm 2040, ngoài việc hỗ trợ quá trình chuyển đổi năng lượng , sẽ là cơ hội lớn cho các nhà sản xuất pin và công ty khai thác các vật liệu thành phần của nó, chẳng hạn như liti, coban và niken.
Biên tập bởi NTH – Lithaco
Nguồn: iberdrola.com
Bài Viết Liên Quan
