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1. Tendencias futuras

La investigación y el desarrollo de energías nuevas y renovables, así como la búsqueda de métodos avanzados para mejorar la eficiencia en el uso de la energía, se han convertido en el principal tema de preocupación mundial. Existe una demanda de conservación de energía y reducción de emisiones, así como una necesidad de crecimiento energético para apoyar el desarrollo económico, lo que requiere el desarrollo vigoroso de la industria del almacenamiento de energía.

El informe de análisis muestra que el creciente consumo de energía, especialmente el uso significativo de combustibles fósiles como el carbón y el petróleo, representa una seria amenaza para el medio ambiente y el clima global, lo que representa una seria amenaza para el objetivo del desarrollo humano sostenible. Según las predicciones, basadas en las tecnologías existentes para extraer energía no renovable y en el ritmo de consumo continuo de estos combustibles fósiles día y noche, la vida útil del carbón, el gas natural y el petróleo se estima en 100-120 años, 30-50 años y 18-30 años, respectivamente. Obviamente, el mayor desafío y dilema que enfrenta el siglo XXI tal vez no sea la guerra y los alimentos, sino la energía.

El 19 de enero de 2016, la Agencia Mundial de la Energía anunció que debido a la nueva tecnología de células solares y otros avances tecnológicos que hacen bajar los precios, el costo del almacenamiento de energía en baterías disminuirá en un 70% en los próximos 15 años.

El almacenamiento de energía en sí no es una tecnología emergente, pero desde una perspectiva industrial acaba de surgir y se encuentra en sus primeras etapas.

2. La inestabilidad de las energías renovables

Debido a la influencia de diferentes épocas o climas, la energía solar y eólica no siempre generan electricidad cuando más se necesita energía. El almacenamiento de energía es una tecnología indispensable para acelerar la sustitución de los combustibles fósiles por energías renovables. El pico de consumo eléctrico suele producirse en las tardes y noches de verano, cuando la generación de energía solar está disminuyendo pero la temperatura no ha bajado. Cuando las personas regresan a casa del trabajo, comienzan a usar electricidad para enfriar, cocinar y hacer funcionar otros electrodomésticos.

3. Impulsar el desarrollo de las energías renovables

La tecnología de los sistemas de almacenamiento de energía desempeña un papel crucial para garantizar que los hogares y las empresas puedan utilizar energía verde, incluso cuando el sol no brilla o el viento deja de soplar.

Por ejemplo, la capacidad instalada de energía eólica marina en el Reino Unido es la mayor del mundo; capturar la energía eólica y desplegarla de manera intencionada puede aumentar el valor de la energía limpia y potencialmente reducir los costos mediante su ampliación. Todos los días, la Red Nacional del Reino Unido y los ingenieros energéticos globales deben equilibrar la oferta y la demanda. Cuando el objetivo es lograr una producción sin emisiones de carbono, la gestión de picos y valles se vuelve más desafiante. Tradicionalmente, la generación de energía a carbón se utiliza para la regulación durante los períodos pico y de valle, pero las instalaciones de almacenamiento de energía en baterías pueden reemplazar gradualmente a algunos generadores de pico alimentados con carbón. El gobierno del Reino Unido estima que tecnologías como los sistemas de almacenamiento de energía, que apoyan la integración de más electricidad, energía térmica y tecnologías de comunicación con bajas emisiones de carbono, pueden ahorrar hasta 40 mil millones de libras esterlinas (48 mil millones de dólares) para el sistema energético del Reino Unido para 2050, reduciendo en última instancia los costos de energía de las personas.

Tanto desde la perspectiva operativa como del suministro estable de energía, la tecnología de almacenamiento de energía puede promover aún más el desarrollo de la energía renovable e impulsar el desarrollo continuo y el cambio de los servicios públicos hacia la energía renovable.

4. Garantizar la estabilidad energética

El futuro sistema energético será un sistema energético diversificado compuesto principalmente de nueva energía y diversas formas de energía. La volatilidad e intermitencia de la generación de energía eólica y fotovoltaica determinan que la flexibilidad será un componente esencial de los nuevos sistemas energéticos. Desde un punto de vista técnico, el almacenamiento de energía puede satisfacer con precisión los requisitos de flexibilidad de los nuevos sistemas energéticos. Por lo tanto, la industria anticipa con gran interés el camino tecnológico para lograr el acceso a gran escala a la energía renovable a través de tecnología de almacenamiento de energía y promover la transformación energética con bajas emisiones de carbono.

4.1 Reducir la tasa de abandono del viento y la luz

La capacidad instalada de centrales eólicas y fotovoltaicas ha aumentado significativamente en los últimos años. Sin embargo, debido a la aleatoriedad y la naturaleza anti-reducción de picos de la generación de energía eólica y solar, una gran cantidad de conexiones a la red tendrán un fuerte impacto en la red eléctrica existente, lo que hará más difícil ajustar el voltaje máximo y la frecuencia de la red principal. , lo que resulta en graves fenómenos de "reducción del viento" y "reducción del sol". Al mismo tiempo, aumenta el riesgo de un funcionamiento seguro y estable de la red eléctrica. En el caso de la capacidad limitada de las unidades locales de reducción de picos y regulación de frecuencia, el desarrollo de centrales eólicas y solares se ha topado con obstáculos. La mayoría de las regiones con abundantes recursos de energía renovable tienen cargas eléctricas relativamente bajas y una gran cantidad de nueva generación de energía no puede consumirse localmente. Sin una transmisión externa completamente construidared, la cantidad de electricidad "eólica" y "solar" se desperdiciará en vano. Almacenar nueva generación de energía que no se puede conectar a la red equivale a obtener electricidad a coste cero. Mientras el precio de la electricidad en la red sea mayor que la proporción del costo unitario de almacenamiento de energía y la inversión fija, y la energía almacenada se consuma de manera razonable, las empresas pueden obtener ganancias almacenando energía "eólica" y "solar".

5. Los beneficios del almacenamiento de energía eléctrica

Cualquier red eléctrica debe coincidir en generación y consumo, los cuales sufrirán cambios significativos con el tiempo. Cualquier combinación de almacenamiento de energía y respuesta a la demanda tiene las siguientes ventajas:

5.1Las centrales eléctricas basadas en combustibles (es decir, carbón, petróleo, gas natural, energía nuclear) pueden funcionar de manera más eficiente y sencilla a un nivel de producción constante.

5.2 La electricidad generada a partir de fuentes intermitentes puede almacenarse y utilizarse en el futuro; de lo contrario, deberá transferirse a otros lugares para su venta o cierre.

5.3 La capacidad máxima de generación o transmisión se puede reducir agregando el potencial total de todo el almacenamiento a la carga de latencia, ahorrando así el costo de esta capacidad.

5.4 Precios más estables - El costo de almacenamiento o gestión de la demanda está incluido en el precio, por lo que los precios de la electricidad cobrados a los clientes varían menos o (si los precios permanecen legalmente estables) las pérdidas causadas a las empresas de servicios públicos por los costosos picos mayoristas son menores. La electricidad mayorista importada debe cubrir los precios de la electricidad durante los picos de demanda.

Preparación para emergencias: incluso sin transmisión ni generación de energía, se pueden satisfacer de manera confiable necesidades importantes y retrasar necesidades no esenciales.

5.5 La energía procedente de la energía solar, mareomotriz y eólica varía naturalmente: la cantidad de electricidad generada varía según factores aleatorios como el tiempo, la fase lunar, la estación y el clima a lo largo del día. Por lo tanto, la falta de energía renovable almacenada plantea desafíos especiales para las empresas eléctricas. Aunque conectar muchas fuentes eólicas individuales puede reducir los cambios generales, es seguro que la energía solar no se puede utilizar durante la noche y la energía de las mareas se mueve con la luna, lo que resulta en cuatro relajaciones de las mareas por día.

¿Cuánto afecta esto a una utilidad determinada? Durante el período de mayor consumo de electricidad en verano, normalmente es posible absorber más energía solar y adaptarla a la demanda. Durante las horas pico de invierno, el viento está menos relacionado con la demanda de calefacción y puede utilizarse para satisfacer esa demanda. En base a estos factores, las fuentes de energía intermitentes conectadas a la red (como las turbinas solares y eólicas) que superan del 20% al 40% de la generación total de energía a menudo requieren inversiones en interconexión de la red, almacenamiento de energía en la red o gestión del lado de la demanda.

En una red eléctrica sin almacenamiento de energía, la generación de energía que depende de la energía almacenada en combustibles (carbón, biomasa, gas natural, energía nuclear) debe ampliarse y reducirse proporcionalmente para adaptarse al aumento y la caída de las fuentes intermitentes de producción de electricidad. Las centrales hidroeléctricas y de gas natural pueden expandirse o reducirse rápidamente en escala para mantenerse al día con el viento, mientras que las centrales de carbón y nucleares requieren mucho tiempo para responder a las cargas. Por lo tanto, las empresas de servicios públicos con menos generación de gas natural o energía hidroeléctrica dependen más de la gestión de la demanda, la interconexión de la red o el costoso almacenamiento por bombeo.