能量存储技术是从化石燃料过渡到清洁,可持续性的关键。太阳能和风等可再生能源在发电中具有更大的作用,但他们的间歇性是意味着他们不能依赖于24/7;必须找到有效的存储技术,以确保我们获得全部福利。
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电池目前主导商业市场,特别是20世纪70年代开发的锂离子(锂离子)电池。这些包装在一个小空间中有很多能量,并且易于安装大规模;他们对汽车和消费者设备的广泛使用是迄今为止的遗嘱。过去十年的产量激增大大降低了成本,使能量储存商业可行。
未来10年,全球能源存储市场预计将增长到4260亿美元,同时能源存储成本将下降66-80%。随着对电池化学成分和电池管理系统研究的增加,电池储能将继续占据主导地位。
尽管锂离子电池具有潜力,但它可能不适合长期储存——其缺点包括火灾风险和钴、镍等材料的有限可用性。欧洲杯足球竞彩人们还担心金属提取和此类电池的回收对环境的影响。
但它并非全部关于电池 - 与锂离子电池一样好,它们不会符合我们未来的需求;替代方案,无电池储能选项将有助于过渡到低碳世界。
水电和氢气
泵送水电储存已经广泛使用,目前占网格存储的高达99%。过量的电力用于将水泵泵到大坝后面的水库。在需求峰值下,水被释放到驱动涡轮机并产生电力。然而,地质和环境限制意味着它不适合任何地方使用。
氢能储存也很有前景。过量的能量用于将水分成氢气和氧气,并且使用可再生能源意味着该过程尽可能绿色。所得氢可直接用于燃料电池中以使电力添加到天然气网络中以帮助脱碳加热,或用于脱碳等钢等工业。
固态存储和超级电容器
固态储能器件类似地与电池技术一起工作,除了它们使用诸如玻璃,陶瓷或硫化物的固体电极,以及固体电解质代替锂离子电池中使用的液体。这提供了简单且更安全的设计和更高的能量密度。
超级电容器以静电电荷的形式储存能量;当用于储能应用时,需要特殊的电极和电解液,但这些电极和电解液具有很高的电容。超级电容器可以在大电流和短时间内进行几乎无限的充放电循环。
然而,它们只是真正适合桥接从几秒到几分钟的功率差距。它们很可能与其他技术结合起来提供长期电力。
机械存储
这些存储技术利用动力学或引力能量来储存电力;Flywheels是一个完美的例子。这些都是易于访问的,并且使用较少的能量和较少的有毒材料,而不是传统的电化学技术。欧洲杯足球竞彩但是,它们目前仅适用于网格层面。
重力能量存储(GES)涉及存储大量的能量,在很长一段时间,直到它需要。它是基于大型岩体的液压提升;电泵将水从岩石活塞下面抽走,将岩石抬升。当需要电力时,水在来自岩体的高压下通过涡轮机发电。
压缩空气储能(CAES)将多余的能量储存在非高峰时段使用。它的工作原理有点像抽水式的水力发电厂,但它将周围的空气或其他气体在压力下储存在地下容器中。空气在膨胀涡轮中被加热和膨胀,膨胀涡轮在需要时驱动发电机发电。
热能存储
热存储技术利用热量和耐寒,以满足能源的需求。例如,现代太阳能热植物在白天产生所有能量,并以熔盐或其他材料的形式储存过量,该材料可用于在峰值时间内产生蒸汽或驱动涡轮机。欧洲杯足球竞彩
结论
将可再生能量的不断增加进入电网意味着需要固定的能量存储。虽然电池技术主导了,但还有许多其他技术正在开发。没有单一技术都会满足所有要求,因此将需要由一种或多种技术组成的混合系统来满足未来的电力需求。
参考资料及进一步阅读
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