Z naraščajočo penetracijo proizvodnje obnovljive energije je razvoj dolgoročnega shranjevanja energije postal trend, tehnične poti za obsežno dolgoročno shranjevanje energije pa vključujejo predvsem črpalno shranjevanje, shranjevanje toplote s staljeno soljo, shranjevanje tekočega toka, shranjevanje stisnjenega zraka in shranjevanje vodika v petih kategorijah. Na tej stopnji je uporaba črpalnega shranjevanja najbolj zrela, vendar so prednosti shranjevanja energije s stisnjenim zrakom velik obseg, visoka učinkovitost, nizki stroški, varstvo okolja in čistoča ter odpravljanje geografskih omejitev, zato se pričakuje, da bo postalo dopolnilo črpalnemu shranjevanju.
Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom spada med dolgoročne načine shranjevanja energije in ga je mogoče izvajati dlje kot 4 ure ali dni, mesece cikla polnjenja in praznjenja sistema za shranjevanje energije, kar ima izjemne prednosti pri uravnavanju nihanj v proizvodnji energije.
Po besedah direktorja raziskovalnega in razvojnega centra za shranjevanje energije pri Inštitutu za inženirsko termofiziko Kitajske akademije znanosti, XuYuJieja, bo elektroenergetski sistem naše države v prihodnosti kot glavni elektroenergetski sistem predstavljal novo vrsto energije, vetrna energija, fotovoltaika in drugi obnovljivi viri energije pa bodo imeli nihanja in občasne spremembe. Če bo dostop do elektroenergetskega omrežja v velikem obsegu, bo to povzročilo varnostna tveganja. Trenutno je potreben sistem za shranjevanje energije kot prilagodljiv regulacijski vir za regulacijo elektroenergetskega sistema. Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom je še posebej pomembno.
»Tehnologija shranjevanja energije s stisnjenim zrakom ni nova, tradicionalna tehnologija shranjevanja energije s stisnjenim zrakom se v Nemčiji in Združenih državah Amerike uporablja že vrsto let, vendar je tradicionalna tehnologija shranjevanja energije s stisnjenim zrakom odvisna od fosilnih goriv, potrebe po velikih naravnih jamah, učinkovitost shranjevanja energije je nizka in druge težave, zato je promocija v velikem obsegu vedno omejena.« Xu Yujie je dejal, da kitajski napredni sistem shranjevanja energije s stisnjenim zrakom reciklira stisnjeno toploto, ne uporablja več fosilnih goriv in se lahko uporablja v različnih oblikah, kot so nadzemne naprave za shranjevanje, umetne komore in podzemne naravne jame za gradnjo shranjevalnih komor. Poleg tega sistem močno izboljša učinkovitost shranjevanja energije.
Kitajska je trenutno z uporabo napredne tehnologije shranjevanja energije s stisnjenim zrakom z močjo 100 MW zgradila prvo mednarodno demonstracijsko elektrarno s 100 MW naprednim shranjevanjem energije s stisnjenim zrakom in se uspešno priključila na omrežje za proizvodnjo električne energije. Elektrarna se nahaja v okrožju Zhangbei v provinci Hebei in je največji in najučinkovitejši projekt nove elektrarne za shranjevanje energije s stisnjenim zrakom na svetu. Letno lahko proizvede do 132 milijonov kWh električne energije, kar zagotavlja zaščito konične moči za približno 50.000 uporabnikov. Hkrati lahko letno prihrani 42.000 ton standardnega premoga in zmanjša emisije ogljikovega dioksida za 109.000 ton.
Katere so prednosti shranjevanja energije s stisnjenim plinom pred drugimi novimi vrstami shranjevanja energije? Na splošno ga lahko povzamemo kot varno, dolgo življenjsko dobo in močno eksplozivno moč. Prvič, shranjevanje energije s stisnjenim plinom je zelo varno. Vzemimo za primer projekt shranjevanja energije z utekočinjenim ogljikovim dioksidom, saj je utekočinjanje ogljikovega dioksida zelo enostavno, zato za njegovo shranjevanje potrebuje le nekaj megapaskalov tlaka, ni treba skrbeti za shranjevanje plina pod visokim tlakom, ki ga povzroča skrita nevarnost, hkrati pa ogljikov dioksid ni strupen, negorljiv in neeksploziv, varnost samega sebe pa je zelo dobra. Poleg tega lahko zaradi mehanskih naprav življenjska doba sistemov za shranjevanje energije s stisnjenim zrakom ob normalnem vzdrževanju doseže 30–50 let. »Shranjevanje energije s stisnjenim zrakom je fizikalni proces, ki temelji na termičnem cikliranju, ki ima naravne prednosti glede varnosti in zmanjšanja učinkovitosti ter velja za eno najbolj obetavnih tehnologij shranjevanja energije v velikem obsegu.« Na podlagi teh prednosti je Chen Haisheng, raziskovalec na Inštitutu za inženirsko termofiziko Kitajske akademije znanosti, dejal, da je uporaba tehnologije shranjevanja energije s stisnjenim zrakom velikega strateškega pomena in da obstaja veliko tržno povpraševanje za uresničitev strateških ciljev države glede dvojnega ogljika in izboljšanje naravnega okolja.
Omeniti velja, da je sunek energije s stisnjenim zrakom pri shranjevanju energije relativno močan. To lahko deluje neposredno v nekaterih posebnih aplikacijah. Na primer, pri dizelskih motorjih, ki se uporabljajo v velikih ladjah, se stisnjen zrak običajno shrani v tlačni posodi in deluje neposredno na bat prek posebnega zaganjalnika, da zavrti ročično gred pred začetkom vbrizgavanja goriva. Ta ureditev je bolj kompaktna in cenejša od električnega zaganjalnika enake velikosti ter lahko zagotovi izjemno visoke sunke moči, ki so potrebne, ne da bi pri tem prekomerno obremenila ladijski generator in distribucijski sistem.
Kar zadeva sisteme za shranjevanje energije na stisnjen zrak, Kitajska še naprej krepi obsežne demonstracije in aplikacije, nabira izkušnje na področju inženirskega načrtovanja in gradnje ter razvija celovito in zrelo industrijsko verigo za nadaljnjo pospešitev njihove gradnje in uporabe.
Čas objave: 14. september 2023
