Ahorrar para el futuro|El estado actual del almacenamiento de energía y del almacenamiento de energía con sal de sodio.

El concepto y los escenarios de aplicación del almacenamiento de energía.

El almacenamiento de energía es crucial para lograr el objetivo del "carbono dual", es fundamental para garantizar la seguridad energética y construir un nuevo sistema energético, y también es la clave para el desarrollo de industrias estratégicas emergentes. En el contexto del rápido desarrollo de las energías renovables, las nuevas tecnologías de almacenamiento de energía se han convertido en la clave para impulsar la transición energética. Las nuevas tecnologías de almacenamiento de energía se refieren a tecnologías de almacenamiento de energía distintas del almacenamiento hidráulico por bombeo, incluido el almacenamiento de energía electroquímico, el almacenamiento de energía de aire comprimido, el almacenamiento de energía de volante, el almacenamiento de energía superconductor, el almacenamiento de energía de supercondensador, el almacenamiento de energía de hidrógeno y otras formas. En comparación con el almacenamiento hidráulico por bombeo, el almacenamiento de nueva energía tiene las ventajas de un período de construcción corto, una selección de ubicación simple y flexible y una gran capacidad de ajuste, y tiene una mejor cooperación con el desarrollo y utilización de nueva energía.

La batería de almacenamiento de energía es un dispositivo que convierte la energía química en energía eléctrica y es el principal portador de almacenamiento de energía electroquímica. En la actualidad, las baterías de almacenamiento de energía han alcanzado la comercialización y la escala, y la capacidad instalada acumulada de almacenamiento de energía electroquímica en China alcanzó los 3,27 GW en 2020, y se espera que la tasa de crecimiento compuesto anualizado alcance más del 50% entre 2021 y 2025.

Con la promulgación de las "Opiniones orientativas sobre la aceleración del desarrollo del nuevo almacenamiento de energía", el nuevo almacenamiento de energía se divide claramente en tres escenarios: lado del suministro de energía, lado de la red y lado del usuario. El valor del almacenamiento de energía es diferente en diferentes escenarios.

Almacenamiento de energía en el lado de la fuente de alimentación

El almacenamiento de energía del lado de la energía implica sistemas que se combinan con energía eólica, energía solar y otras instalaciones de generación de energía, con el objetivo de mejorar la confiabilidad y estabilidad de la generación de energía, reducir el desperdicio de energía y mejorar la eficiencia. Al regular la fluctuación de la energía renovable, los sistemas de almacenamiento de energía pueden suavizar la producción de energía y aumentar el valor económico de los activos de generación de energía.

Almacenamiento de energía del lado de la red

El almacenamiento de energía en el lado de la red está diseñado para respaldar las operaciones del sistema eléctrico, proporcionar servicios auxiliares y retrasar o reemplazar las actualizaciones de las instalaciones de transmisión y transformación. Mejora la capacidad de modulación de frecuencia, la estabilidad y la confiabilidad de la red eléctrica y puede proporcionar energía de respaldo de emergencia.

Almacenamiento de energía del lado del usuario

Los sistemas de almacenamiento de energía del lado del usuario se implementan en el extremo del usuario, como hogares, edificios comerciales o parques industriales, con el objetivo de reducir las facturas de electricidad, aprovechar las diferencias de precios de la electricidad entre picos y valles, aumentar el autoconsumo y proporcionar energía de respaldo. mediante la gestión del lado de la demanda. Estos sistemas brindan la flexibilidad de cargar y descargar en respuesta a cambios en los precios o la demanda de electricidad, optimizando el uso de energía.

Problemas y desafíos actuales

La seguridad sigue siendo una máxima prioridad

Desde 2017, ha habido más de 70 accidentes por incendios de almacenamiento de energía en todo el mundo. Entre ellos, se produjeron 27 incendios en centrales eléctricas de almacenamiento de energía en Corea y 522 centrales eléctricas de almacenamiento de energía fueron cerradas por la fuerza; Después de 2021, se han producido una serie de accidentes graves en regiones con un rápido desarrollo del almacenamiento de energía, como China, Estados Unidos, Europa y Australia, que han provocado muchas pérdidas.

En septiembre de 2024, se producirán hasta siete incendios de almacenamiento de energía, incluida la explosión de baterías de litio en los centros de datos de Alibaba Cloud y la explosión de la base de producción de origen de una empresa líder.

Reciclabilidad

La reciclabilidad de las baterías de almacenamiento de energía enfrenta una serie de problemas técnicos, económicos y políticos, que no solo afectan la eficiencia del reciclaje de las baterías, sino que también tienen un profundo impacto en el medio ambiente, el control de costos y el desarrollo sostenible de los futuros sistemas de almacenamiento de energía.

01El proceso de reciclaje es complejo

02Beneficios económicos insuficientes

03Apoyo normativo y normativo insuficiente

La tendencia de desarrollo de la industria de baterías de sal de sodio

La batería de estado sólido con cloro de sodio, también conocida como batería ZEBRA (actividad de investigación sobre baterías de emisiones cero), es una batería de sodio de estado sólido intrínsecamente segura con cloruro de níquel como material del cátodo, sodio metálico como electrodo negativo y cerámica de alúmina como electrodo. electrólito. La batería funciona a una temperatura alta de 270 grados a 350 grados para garantizar que el sodio metálico y el cloruro de níquel permanezcan estables cuando se produce la reacción química durante el proceso de carga y descarga. La alta temperatura hace que los iones de sodio migren en el electrolito sólido, lo que transfiere carga entre los electrodos.

Alta Seguridad

Las baterías de sal de sodio son más estables en condiciones de alta temperatura y sobrecarga de carga, no son propensas a la combustión o explosión causada por fuga térmica y son adecuadas para escenarios con altos requisitos de seguridad (como el almacenamiento de energía en la red).

Respetuoso con el medio ambiente y reciclable

100% reciclable, los principales materiales son principalmente metales y sales, el proceso de reciclaje es sencillo, libre de contaminación y respetuoso con el medio ambiente.

Amplio rango de temperatura

La batería de sal de sodio tiene una adaptabilidad relativamente buena a temperaturas altas y bajas y puede funcionar a una temperatura ambiente de -40 grados ~ 65 grados sin degradación del rendimiento, y su atenuación del rendimiento es menor que la de las baterías de litio en entornos de baja temperatura. .

Resistencia al cortocircuito

Un cortocircuito en una batería de iones de litio puede provocar una fuga térmica; Si el tubo cerámico de la batería de sal de sodio se rompe o se cortocircuita, el sodio metálico reacciona con el electrolito para formar aluminio metálico, que tapa la grieta y evita una mayor reacción, lo que resulta en un cortocircuito del conductor similar a la batería. y el voltaje cae al nivel de 2,58 voltios por celda. El módulo de batería puede tolerar fallas de celda del 5% al ​​10% sin afectar el uso normal.

Recursos abundantes

El sodio abunda en la corteza terrestre y su obtención es mucho más barata que el litio. En comparación con las baterías de litio, las baterías de sal de sodio tienen un costo de producción más bajo, lo que las hace económicamente ventajosas en aplicaciones de almacenamiento de energía a gran escala.

Las ventajas de las baterías de sal de sodio en el campo del almacenamiento de energía las hacen adecuadas para la regulación de la red, el almacenamiento de energía renovable, instalaciones eléctricas remotas y otros campos. Con el mayor desarrollo de la tecnología, se espera que las baterías de sal de sodio proporcionen soluciones económicas, respetuosas con el medio ambiente y seguras en el campo del almacenamiento de energía a gran escala.

En la actualidad, China, Estados Unidos, Alemania, Suiza, Corea y otros países están comprometidos con la investigación, el desarrollo y la producción de baterías de sal de sodio, y las políticas globales de apoyo a la energía limpia y la tecnología de almacenamiento de energía, así como la búsqueda del El objetivo de "neutralidad de carbono" proporcionará un entorno de mercado favorable para el desarrollo de baterías de sal de sodio, convirtiéndolas en una opción atractiva en el campo del almacenamiento de energía en términos de seguridad, larga vida útil, amplia temperatura y protección ambiental con bajas emisiones de carbono.