Με την αύξηση της διείσδυσης της παραγωγής ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, η ανάπτυξη της μακροπρόθεσμης αποθήκευσης ενέργειας έχει γίνει μια τάση και οι τεχνικές οδοί για μεγάλης κλίμακας μακροπρόθεσμη αποθήκευση ενέργειας περιλαμβάνουν κυρίως αντλιοστάσια, θερμική αποθήκευση τηγμένου αλατιού, αποθήκευση υγρού ρεύματος, αποθήκευση πεπιεσμένου αέρα και αποθήκευση υδρογόνου σε πέντε κατηγορίες. Σε αυτό το στάδιο, η εφαρμογή αντλιοστάσιας αποθήκευσης είναι η πιο ώριμη, αλλά τα πλεονεκτήματα της αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα είναι η μεγάλη κλίμακα, η υψηλή απόδοση, το χαμηλό κόστος, η προστασία του περιβάλλοντος και η καθαρότητα, και μπορούν να απαλλαγούν από γεωγραφικούς περιορισμούς, αναμένεται να γίνει ένα συμπλήρωμα στην αντλιοστάσια.
Η αποθήκευση ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα ανήκει στην μακροχρόνια αποθήκευση ενέργειας, μπορεί να πραγματοποιηθεί για μεγάλο χρονικό διάστημα μεγαλύτερο από 4 ώρες ή ημέρες, μήνες κύκλου φόρτισης και εκφόρτισης του συστήματος αποθήκευσης ενέργειας, ρυθμίζοντας τις νέες διακυμάνσεις της παραγωγής ενέργειας στον ρόλο των εξαιρετικών πλεονεκτημάτων.
Σύμφωνα με τον διευθυντή του Κέντρου Έρευνας και Ανάπτυξης Αποθήκευσης Ενέργειας του Ινστιτούτου Μηχανικής Θερμοφυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, XuYuJie, στο μέλλον, το ηλεκτρικό σύστημα της χώρας μας θα αποτελέσει ένα νέο είδος ενέργειας ως το κύριο ηλεκτρικό σύστημα, ενώ η αιολική ενέργεια, η φωτοβολταϊκή παραγωγή και άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας θα παρουσιάζουν διακυμάνσεις και διαλείπουσες διακυμάνσεις. Εάν η πρόσβαση σε μεγάλη κλίμακα στο ηλεκτρικό δίκτυο είναι περιορισμένη, θα προκύψουν κίνδυνοι για την ασφάλεια. Αυτή τη στιγμή, υπάρχει ανάγκη για σύστημα αποθήκευσης ενέργειας ως ευέλικτο ρυθμιστικό μέσο για τη ρύθμιση του ηλεκτρικού συστήματος. Η αποθήκευση ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα αποτελεί σημαντικό στοιχείο.
«Η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα δεν είναι καινούργια, η παραδοσιακή τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα εφαρμόζεται στη Γερμανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες εδώ και πολλά χρόνια, αλλά η παραδοσιακή τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα εξαρτάται από τα ορυκτά καύσιμα, η ανάγκη για μεγάλα φυσικά σπήλαια, η χαμηλή απόδοση αποθήκευσης ενέργειας και άλλα ζητήματα, η προώθηση σε μεγάλη κλίμακα είναι πάντα περιορισμένη». Ο Xu Yujie δήλωσε ότι το προηγμένο σύστημα αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα της Κίνας ανακυκλώνει τη συμπιεσμένη θερμότητα, δεν χρησιμοποιεί πλέον ορυκτά καύσιμα και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε μια ποικιλία μορφών, όπως υπέργειες συσκευές αποθήκευσης, τεχνητούς θαλάμους και υπόγειες φυσικές σπηλιές για την κατασκευή θαλάμων αποθήκευσης. Επιπλέον, το σύστημα βελτιώνει σημαντικά την απόδοση αποθήκευσης ενέργειας.
Αυτή τη στιγμή, χρησιμοποιώντας προηγμένη τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας πεπιεσμένου αέρα 100 MW, η Κίνα έχει κατασκευάσει τον πρώτο διεθνή σταθμό παραγωγής ενέργειας επίδειξης προηγμένης αποθήκευσης ενέργειας πεπιεσμένου αέρα 100 MW και έχει συνδεθεί με επιτυχία στο δίκτυο για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Ο σταθμός παραγωγής ενέργειας βρίσκεται στην κομητεία Zhangbei, στην επαρχία Hebei, και έχει κατασκευαστεί και λειτουργήσει στο πλαίσιο του έργου, το μεγαλύτερο και καλύτερο σε απόδοση νέο εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας πεπιεσμένου αέρα. Μπορεί να παράγει έως και 132 εκατομμύρια kWh ηλεκτρικής ενέργειας ετησίως, παρέχοντας προστασία μέγιστης ισχύος σε περίπου 50.000 χρήστες. Ταυτόχρονα, μπορεί να εξοικονομήσει 42.000 τόνους τυπικού άνθρακα και να μειώσει 109.000 τόνους εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα ετησίως.
Ποια είναι τα πλεονεκτήματα της αποθήκευσης ενέργειας σε συμπιεσμένο αέριο έναντι άλλων νέων τύπων αποθήκευσης ενέργειας; Συνολικά, μπορεί να συνοψιστεί ως ασφαλής, μεγάλης διάρκειας ζωής και ισχυρής εκρηκτικής ισχύος. Πρώτον, η αποθήκευση ενέργειας σε συμπιεσμένο αέριο είναι πολύ ασφαλής. Πάρτε ως παράδειγμα το έργο αποθήκευσης ενέργειας σε υγροποιημένο διοξείδιο του άνθρακα, επειδή η υγροποίηση του διοξειδίου του άνθρακα είναι πολύ εύκολη, επομένως η αποθήκευσή του χρειάζεται μόνο μερικά μεγαπασκάλ πίεσης, δεν χρειάζεται να ανησυχείτε για την αποθήκευση αερίου σε υψηλή πίεση που προκαλείται από τον κρυφό κίνδυνο, ενώ ταυτόχρονα το διοξείδιο του άνθρακα είναι μη τοξικό, μη εύφλεκτο και εκρηκτικό, η ασφάλεια από μόνη της είναι πολύ καλή. Επιπλέον, επειδή πρόκειται για μηχανικές συσκευές, η διάρκεια ζωής των συστημάτων αποθήκευσης ενέργειας σε συμπιεσμένο αέρα μπορεί να φτάσει τα 30-50 χρόνια υπό κανονική συντήρηση. «Η αποθήκευση ενέργειας σε συμπιεσμένο αέρα είναι μια φυσική διαδικασία που βασίζεται στον θερμικό κύκλο, η οποία έχει φυσικά πλεονεκτήματα όσον αφορά την ασφάλεια και την υποβάθμιση της απόδοσης και θεωρείται μία από τις πιο πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες αποθήκευσης ενέργειας μεγάλης κλίμακας». Με βάση αυτά τα πλεονεκτήματα, ο Chen Haisheng, ερευνητής στο Ινστιτούτο Μηχανικής Θερμοφυσικής της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, δήλωσε ότι η εφαρμογή της τεχνολογίας αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα έχει μεγάλη στρατηγική σημασία και τεράστια ζήτηση στην αγορά για την υλοποίηση των στρατηγικών στόχων διπλού άνθρακα της χώρας και τη βελτίωση του φυσικού περιβάλλοντος.
Αξίζει να σημειωθεί ότι η ενεργειακή έκρηξη της αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα είναι σχετικά ισχυρή. Αυτό μπορεί να λειτουργήσει άμεσα σε ορισμένες ειδικές εφαρμογές. Στην περίπτωση των πετρελαιοκινητήρων που χρησιμοποιούνται σε μεγάλα πλοία, για παράδειγμα, ο πεπιεσμένος αέρας αποθηκεύεται συνήθως σε μια δεξαμενή πίεσης και επενεργεί απευθείας στο έμβολο μέσω μιας ειδικής βαλβίδας εκκίνησης για να περιστρέψει τον στροφαλοφόρο άξονα πριν ξεκινήσει η έγχυση καυσίμου. Αυτή η διάταξη είναι πιο συμπαγής και φθηνότερη από έναν ηλεκτρικό κινητήρα εκκίνησης ίδιου μεγέθους και μπορεί να παρέχει τις εξαιρετικά υψηλές εκρήξεις ισχύος που είναι απαραίτητες χωρίς να ασκεί υπερβολικά φορτία στη γεννήτρια και το σύστημα διανομής του πλοίου.
Για τα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας με πεπιεσμένο αέρα, η Κίνα ενισχύει περαιτέρω τις επιδείξεις και εφαρμογές μεγάλης κλίμακας, συσσωρεύοντας εμπειρία στον μηχανικό σχεδιασμό και την κατασκευή και αναπτύσσοντας μια ολοκληρωμένη και ώριμη βιομηχανική αλυσίδα για την περαιτέρω επιτάχυνση της κατασκευής και της εφαρμογής τους.
Ώρα δημοσίευσης: 14 Σεπτεμβρίου 2023
