S porastom penetracije proizvodnje obnovljive energije, razvoj dugotrajnog skladištenja energije postao je trend, a tehnički putevi za dugotrajno skladištenje energije velikih razmjera uglavnom uključuju pumpno skladištenje, toplinsko skladištenje rastaljene soli, skladištenje tekuće struje, skladištenje komprimiranog zraka i skladištenje vodika u pet kategorija. U ovoj fazi, primjena pumpnog skladištenja je najzrelija, ali prednosti skladištenja energije komprimiranim zrakom su veliki razmjeri, visoka učinkovitost, niska cijena, zaštita okoliša i čistoća, te uklanjanje geografskih ograničenja, te se očekuje da će postati dodatak pumpnom skladištenju.
Skladištenje energije komprimiranim zrakom pripada dugoročnom skladištenju energije i može se ostvariti dulje od 4 sata ili dana, mjeseci ciklusa punjenja i pražnjenja sustava za skladištenje energije, što ima izvanredne prednosti u reguliranju fluktuacija u proizvodnji nove energije.
Prema uvodu XuYuJiea, direktora Centra za istraživanje i razvoj skladištenja energije Instituta za inženjersku termofiziku Kineske akademije znanosti, u budućnosti će elektroenergetski sustav naše zemlje biti nova vrsta energije kao glavni elektroenergetski sustav, a energija vjetra, fotonaponski sustavi i drugi obnovljivi izvori energije s fluktuacijama i prekidima, ako veliki pristup elektroenergetskoj mreži uzrokovat će sigurnosne rizike. U ovom trenutku, potreba za sustavom za skladištenje energije kao fleksibilnim regulacijskim resursom za regulaciju elektroenergetskog sustava je veća. Skladištenje energije komprimiranim zrakom je istaknuto.
„Tehnologija skladištenja energije komprimiranim zrakom nije nova, tradicionalna tehnologija skladištenja energije komprimiranim zrakom primjenjuje se u Njemačkoj i Sjedinjenim Državama već dugi niz godina, ali tradicionalna tehnologija skladištenja energije komprimiranim zrakom ovisi o fosilnim gorivima, potreba za velikim prirodnim špiljama, učinkovitost skladištenja energije je niska i drugi problemi, promocija velikih razmjera je uvijek ograničena.“ Xu Yujie rekao je da kineski napredni sustav skladištenja energije komprimiranim zrakom reciklira komprimiranu toplinu, više ne koristi fosilna goriva i može se koristiti u raznim oblicima kao što su nadzemni uređaji za skladištenje, umjetne komore i podzemne prirodne špilje za izgradnju komora za skladištenje. Osim toga, sustav uvelike poboljšava učinkovitost skladištenja energije.
Trenutno, koristeći naprednu tehnologiju skladištenja energije komprimiranim zrakom od 100 MW, Kina je izgradila prvu međunarodnu demonstracijsku elektranu za napredno skladištenje energije komprimiranim zrakom od 100 MW i uspješno se spojila na mrežu za proizvodnju električne energije. Elektrana se nalazi u okrugu Zhangbei, provincija Hebei, i to je projekt izgradnje i rada najveće i najbolje elektrane za skladištenje energije komprimiranim zrakom na svijetu. Može generirati do 132 milijuna kWh električne energije godišnje, osiguravajući zaštitu vršne snage za oko 50 000 korisnika. Istodobno, može uštedjeti 42 000 tona standardnog ugljena i smanjiti emisije ugljičnog dioksida za 109 000 tona godišnje.
Koje su prednosti skladištenja energije komprimiranim plinom u odnosu na druge nove vrste skladištenja energije? Sveukupno se mogu sažeti kao sigurnost, dug vijek trajanja i jaka eksplozivna snaga. Prvo, skladištenje energije komprimiranim plinom je vrlo sigurno. Uzmimo za primjer projekt skladištenja energije ukapljenim ugljikovim dioksidom, jer je ukapljivanje ugljikovog dioksida vrlo jednostavno, pa je za njegovo skladištenje potrebno samo nekoliko megapaskala tlaka, ne morate brinuti o skladištenju plina pod visokim tlakom uzrokovanom skrivenom opasnošću, istovremeno je ugljikov dioksid netoksičan, nezapaljiv i eksplozivan, a sama sigurnost je vrlo dobra. Osim toga, budući da se radi o mehaničkim uređajima, vijek trajanja sustava za skladištenje energije komprimiranim zrakom može doseći 30-50 godina uz normalno održavanje. „Skladištenje energije komprimiranim zrakom je fizički proces koji se temelji na termičkom cikliranju, koji ima prirodne prednosti u smislu sigurnosti i degradacije performansi te se smatra jednom od najperspektivnijih tehnologija skladištenja energije velikih razmjera.“ Na temelju tih prednosti, Chen Haisheng, istraživač na Institutu za inženjersku termofiziku Kineske akademije znanosti, rekao je da primjena tehnologije skladištenja energije komprimiranim zrakom ima veliki strateški značaj i ogromnu tržišnu potražnju za ostvarenje strateških ciljeva zemlje u pogledu dvostrukog ugljika i poboljšanje prirodnog okoliša.
Vrijedi spomenuti da je energetski nalet komprimiranog zraka u sustavu pohrane energije relativno jak. To može izravno funkcionirati u nekim posebnim primjenama. U slučaju dizelskih motora koji se koriste u velikim brodovima, na primjer, komprimirani zrak se obično pohranjuje u tlačnom spremniku i izravno djeluje na klip putem posebnog starter ventila kako bi se okrenula radilica prije početka ubrizgavanja goriva. Ovaj raspored je kompaktniji i jeftiniji od električnog startera iste veličine te može osigurati izuzetno visoke nalete snage potrebne bez prekomjernog opterećenja brodskog generatora i distribucijskog sustava.
Za sustave za pohranu energije komprimiranim zrakom, Kina dodatno jača demonstracije i primjene velikih razmjera, prikuplja iskustvo u inženjerskom projektiranju i izgradnji te razvija cjelovit i zreo industrijski lanac kako bi dodatno ubrzala njihovu izgradnju i primjenu.
Vrijeme objave: 14. rujna 2023.
