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电热储能:替代电池储能的最佳选择?

2024-02-01 16:06:25 Ellie Gabel 阅读:
从技术、经济和环境角度来看,电热储能(ETES)的价值与电池储能系统(BESS)相比如何?它是否是电池储能最好的替代方案?

电热储能(ETES)是电池储能系统(BESS)的替代方案之一。它们对电网现代化和电力弹性的贡献是无与伦比的,主要是因为这种解决方案解决了BESS的不足所带来的问题。那么从整体角度来看,ETES的价值与BESS相比如何?从长远来看,它们也许是最可行的储能方法?OqUednc

技术方面

ETES需要化学反应、水、盐或金属作为介质来存储热和冷应用所需的能量。每种介质的效率各不相同,但仅依靠相变过程就可达到50%到90%的效率。OqUednc

最令人担忧的技术问题是辐射热损失。如果能源工作者没有正确地实施存储或没有足够的隔热介质,就会发生热失控。使用陶瓷砖等材料可以抑制热量外泄。当利用压缩空气等新兴技术优化使用时间率时,ETES的技术效率也会提高,从而获得更显著的收益。OqUednc

与BESS相比,ETES使用的贵金属更少,因此企业更容易扩大规模。使用ETES后,建筑行业的峰值负荷可能会减少40%,从而使对气候变化影响最大的行业之一实现脱碳。OqUednc

经济可行性

ETES有多种设计,但通过对带有颗粒加热器、流化床换热器、电力系统和隔热颗粒储存筒仓的储存装置进行分析,我们就能了解其是否真正具有成本效益。用于加热的硅砂成本低廉,即使在高峰时段也能产生高性能的释放。ETES可以实现每千瓦时5美分的平准化存储成本。OqUednc

负荷削减是使ETES在企业和个人范围内盈利的另一个机会。削减高峰时段的能源消耗可以缓解使用高峰,激励人们养成更好的用电习惯。随着联网各方利用智能技术随时了解用电行为并不断加以改进,频率控制也会随之加强。OqUednc

额外的能源补充了现有的电力设施,减少了建造昂贵的新基础设施的需要。考虑到ETES带来的经济收益,对于消除发电厂前期投资造成的经济和环境损害具有重大意义。在建筑物中实施热存储可以逐步提高整体价值,即使是对于资本成本最高的绿色能源(如生物发电和光伏发电)也是如此。OqUednc

对环境造成的影响

锂离子电池储能最有争议的阻碍因素是采矿。生产全球能源储存所需的锂、镍和钴的数量将耗尽地球的资源。考虑到地球的需要和可再生能源的扩张,生态破坏将是不可逆转的。ETES所需的材料资源密集度则较低,OqUednc

在英国,HVAC(供暖,通风和空调)占用电量的40%,占排放量的20%。ETES可使英国70%的供暖不再依赖天然气。各地区都在努力安装ETES以实现净零排放城市,从而在2030年之前实现净零排放这一目标。OqUednc

捕获余热是热存储支持绿色能源的另一种方式。循环经济理念使热回收变得合乎逻辑且具有成本效益。也使储热系统在使用期内的平准化电能成本成为了一个诱人的选择。OqUednc

在进行生命周期评估分析时,ETES对环境造成的影响会得到改善。与锂离子的全面比较分析证明,热能对地球环境的影响要小80%。它会影响自然资源也会使用水,但与锂电池的毒性足迹相比,其影响有所降低。OqUednc

ETES的协同工作,让能源更绿色

ETES从技术、经济和环境角度展示了其功效。这种资源对于可再生能源的采用至关重要,主要作用是在高峰时段分散过剩电力,并为停电和危机储备更多电力。OqUednc

热储能消除了BESS的诸多不足,但这并不意味着它们不能协同作用。要使能源更加绿色环保,需要多种储能方法相互促进,而ETES有望做到这一点。OqUednc

(原文刊登于EDN姊妹网站EEWeb,参考链接:Evaluating the Efficacy of Electric Thermal Energy Storage,由Ricardo Xie编译。)OqUednc

责编:Ricardo
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