После получения необходимых документов: формы заявки и презентации проекта - наши специалисты постараются в кратчайшие сроки рассмотреть Ваше обращение, а эксперты предложат оптимальные варианты финансирования.
Ее технология легла в основу первого в истории криогенного хранилища энергии LAES (Liquid Air Energy Storage), построенного рядом с Манчестером в 2018 году.
В том же самом году компания получила награду BusinessGreen Technology Awards, которая ежегодно выдается за лучшие зеленые технологии Великобритании и отбирается экспертами в области устойчивого развития.
Уникальная технология использует доступный ресурс, обычный воздух, который охлаждается и хранится в виде жидкости, а затем превращается снова в газ, приводящий в движение турбину и генерирующий электричество.
Будучи принципиально новым решением для длительного хранения энергии, LAES способна обеспечивать питание потребителей продолжительностью до 12 часов, легко масштабируется и не имеет географических ограничений.
Технология не использует дорогостоящие металлы и вредные химические вещества.
Срок службы криогенных систем накопления и длительного хранения энергии составляет примерно 30-40 лет.
Основным конструкционным материалом этих систем служит специальная сталь, которую можно снять и утилизировать по окончании срока службы без вреда для окружающей среды.
Технология криогенного накопления и хранения энергии
Неравномерное распределение во времени энергии, вырабатываемой из возобновляемых источников (ВИЭ), является одной из основных проблем, которые сейчас сдерживают рост ветровых и солнечных электростанций.Как правило, возобновляемые источники энергии непостоянны и характеризуются перепроизводством при низком потреблении и дефицитом энергии при пиковых нагрузках. Это создает трудности в балансировке электросети, особенно в традиционных электросетях с централизованной структурой, где потребители являются полностью пассивными участниками энергетической системы.
Переход от этого типа структур к так называемым «умным сетям», где потребители являются активными участниками энергетической системы, способствует росту доли ВИЭ в структуре энергопотребления и помогает более эффективно сбалансировать производство и потребление энергии. Одним из элементов перехода к «умным сетям» является внедрение систем хранения энергии, как в малых, так и в больших масштабах.
В настоящее лидерами в этой области являются такие страны, как Соединенные Штаты, Китай, Южная Корея, Германия, Франция, Япония, Индия, Великобритания, Австралия и Бразилия.
Основу хранения электроэнергии составляют гидроаккумулирующие электростанции, доля которых превышает 96%.
Мировой энергетический совет прогнозировал, что к 2030 году в мире будет установлено до 250 ГВт накопителей энергии.
Таблица: установленная мощность хранилищ энергии всех типов (до счетчика) по странам на 2018 год.
| Страна | Установленная мощность |
| Южная Корея | 0,8 |
| Китайская Народная Республика | 0,6 |
| Соединенные Штаты Америки | 0,4 |
| Германия | 0,3 |
| Другие страны | 1,0 |
Существует множество таких систем, основанных на самых разных физических принципах.
Они используют накопление тепла или холода, гидроэлектрическую энергию, сжатый воздух, криогенные вещества, маховики, суперконденсаторы, сверхпроводящие магниты, электрохимические элементы, топливные элементы и др.
Однако наиболее значимые и многообещающие технологии — это криогенное хранение энергии (CES) и, в частности, накопление энергии с помощью жидкого воздуха, успешно реализованное Highview Power.
Чистый атмосферный воздух содержит около 78% азота и 21% кислорода.
При атмосферном давлении азот кипит при -195,8 C, а кислород при -183 C.
Скрытая теплота парообразования составляет 200 кДж / кг для азота и 213 кДж / кг для кислорода.
Кипение жидкого воздуха или азота сопровождается более чем 700-кратным расширением объема (из 1 литра жидкости производится более 700 литров газа), и это быстрое расширение лежит в основе многочисленных изобретенных криогенных двигателей.
Принцип работы криогенного хранилища энергии прост и логичен:
• В периоды низкого потребления и низких энергозатрат воздух сжижается и хранится в изолированных емкостях при низкой температуре (накопление энергии).
• При высоком потреблении и высокой стоимости энергии накопленный жидкий воздух расширяется, приводя в действие генератор (подача накопленной энергии).
Криогенное хранение энергии — это давно испытанная концепция, история которой насчитывает более 100 лет.
Еще в 1899 году американская компания Liquid Air, Power and Automobile Company из Бостона рекламировала автомобиль, работающий на сжиженном воздухе.
Автомобиль был продемонстрирован его изобретателем Кнудсеном на выставке в Лондоне в 1902 году, где вызвал большой интерес и разноречивые оценки.
Примерно столетие спустя, в 2001 году, британский изобретатель Питер Дирман запатентовал так называемый двигатель Дирмана, который также использует сжиженный воздух или азот и находит различные применения, в основном в транспорте.
В последние десятилетия Mitsubishi Heavy Industries (Япония) запустила и реализовала ряд инициатив и проектов в области исследований и разработок CES. Значительных успехов в практической реализации этой концепции добилась компания Highview Power. Также следует упомянуть Центр криогенного хранения энергии в Бирмингеме (Великобритания) и Linde Gas (Германия).
Несмотря на долгую историю технологий CES, до сих пор их использование ограничено из-за низкой эффективности (соотношение между подводимой энергией и энергией, полученной после хранения).
Этот недостаток можно частично компенсировать путем коммерческого использования выделяемого холода для крупных потребителей.
Криогенные системы хранения энергии для возобновляемых источников
Будущее, в котором 100% мировой электроэнергии будет производиться из чистых источников, становится очевидным для всех.Эта тенденция обусловлена суровыми реалиями изменения климата.
Получение энергии из ископаемого топлива — привычка, от которой человечество должно отказаться в пользу возобновляемых источников и современных технологий, в том числе криогенных хранилищ энергии.
По всей территории Соединенных Штатов более 100 городов поставили перед собой амбициозные цели по обеспечению 100% чистой энергии. В конце 2018 года Xcel Energy сделала знаменательное объявление, взяв на себя на себя обязательства к 2050 году поставлять только безуглеродное электричество на всей территории обслуживания в восьми штатах США.
Европа добилась еще большего прогресса.
Большинство европейских стран поставили аналогичные цели в области возобновляемых источников энергии, и некоторые из них достигнуты раньше заявленного срока.
Германия получает 36% электроэнергии из возобновляемых источников, Дания — более 50%, а в Исландии почти 100% энергии производится из возобновляемых источников.
Качественный скачок, который мы наблюдаем на рынке, стал возможен благодаря тому, что стоимость возобновляемой энергии почти сравнилась со стоимостью производства энергии из ископаемого топлива.
Нормированная стоимость электроэнергии (LCOE) солнечных электростанций была снижена на 85% с 350 долларов США за МВтч в 2009 году до 50 долларов США за МВтч в 2017 году.
Ожидается, что к 2050 году она сократится до 37 долларов за Мвтч.
В ветроэнергетике наблюдается аналогичное падение цен, при этом средний показатель LCOE энергии ветра в 2017 году упал до 45 долларов за МВтч.
Конкурентоспособные цены стимулируют беспрецедентно высокий уровень использования возобновляемых источников энергии. Управление энергетической информации США прогнозирует, что с 2020 по 2050 год установленная мощность местных ветроэнергетических предприятий увеличится на 20 ГВт, а установленная мощность фотоэлектрических солнечных батарей увеличится на 127 ГВт, и это только в одной стране.
С учетом вышеупомянутых рыночных факторов, делающих возобновляемые источники энергии умным бизнесом, очевидно, что движение в сторону чистой энергии — это больше, чем политический шаг. Надежное энергоснабжение сегодня требует развития технологий аккумулирования и хранения энергии. Операторы сетей все чаще обращаются к долгосрочному хранению энергии (более четырех часов), чтобы помочь улучшить экономику производства электроэнергии, сбалансировать электросеть и повысить ее надежность.
Цель состоит в том, чтобы построить по всему миру целостную сеть хранилищ электрической энергии, которые будут компенсировать колебания спроса и производства энергии из возобновляемых источников.
И эта цель гораздо ближе, чем многие думают.
Современные потребители нуждаются в надежном энергоснабжении.
Если уровень производства в системе снижается, краткосрочные ресурсы хранения энергии просто не смогут поддерживать качественное энергоснабжение в течение достаточного периода времени, чтобы удовлетворить потребности потребителей. Это делает возобновляемую энергию неконкурентоспособной и ненужной в чистом виде.
Производство криогенных систем длительного хранения энергии решает этот вопрос, поддерживая системы передачи и распределения электроэнергии, обеспечивая при этом безопасность и качество энергоснабжения.
Выгода для общества в том, что длительное хранение энергии позволит операторам увеличить проникновение возобновляемой энергии без необходимости вырабатывать энергию ископаемого топлива для компенсации перебоев. Это делает замену газовых электростанций хранилищами энергии жизнеспособной альтернативой и закладывает основу для будущего, где 100% электроэнергии будет поступать из возобновляемых источников.
Криогенные системы хранения энергии, использующие жидкий воздух, лучше подходят для работы в масштабе электросети, чем громоздкие гидроаккумулирующие электростанции. Эти объекты представляют собой очень компактные автономные системы, которые при желании могут быть расположены где угодно.
Криогенные хранилища занимают мало места, они не используют опасные материалы, не несут сопутствующей пожарной опасности и вполне могут соответствовать современным городским строительным нормам.
Принцип их работы аналогичен тому, который используется для сжижения природного газа.
Жидкий воздух хранится в обычных герметичных резервуарах низкого давления (похожих на резервуары для жидкого кислорода или азота в медицинских учреждениях). Когда требуется энергия, жидкость нагревается и расширяется до газа с 700-кратным увеличением объема. Расширяющийся газ приводит в действие турбину, подключенную к генератору для выработки электрической энергии. Этот технологический процесс не сопровождается горением.
Единственное, что выбрасывается в атмосферу — чистый воздух.
Такие криогенные системы на сегодняшний день являются единственными доступными решениями для длительного хранения энергии, которые позволяют запасти гигаватт-часы электрической энергии.
Это означает недели хранения, а не часы или дни.
Первое в мире криогенное хранилище энергии
В начале июня 2018 была официально введена в эксплуатацию первая в мире система хранения электрической энергии на жидком воздухе.Электростанция мощностью 5 МВт / 15 Мвтч была расположена в Бери, недалеко от Манчестера.
Объект был разработан Highview Power в партнерстве с компанией Viridor и частично финансировался правительством Великобритании, выделившим более 8 миллионов фунтов стерлингов.
После запуска поставщик мог снабжать электричеством около 5000 домашних хозяйств среднего размера в течение примерно трех часов. Однако в будущем технология будет обеспечивать до сотен мегаватт для удовлетворения энергетических потребностей как небольших удаленных поселений, так и крупных городов.
В скором будущем что криогенные хранилища энергии смогут накапливать достаточно чистой электроэнергии, вырабатываемой, местными ветряными и солнечными электростанциями, для энергоснабжения таких городов, как Бери (около 100 000 домохозяйств), в течение многих дней, а не нескольких часов.
При строительстве инновационной системы не использовались никакие вредные металлы или же химические элементы, а выработка электроэнергии не сопровождается выбросами углекислого газа. Объект построен в основном из стали, срок службы которой составляет от 30 до 40 лет, в отличие от аккумуляторных батарей, срок службы которых не превышает 10 лет.
Криогенные системы могут быть расположены рядом с потребителями, что делает их очень гибкими и позволяет поставлять электроэнергию непосредственно в городские районы.
Электроэнергетические компании по всему миру, которые рассматривают возможность внедрения данного решения для хранения энергии, теперь используют результаты эксплуатации новой электростанции в своей работе.
Нынешняя концепция технологии CES была изобретена полтора десятилетия лет назад профессором Юлонгом Дингом, заведующим кафедрой криогенного хранения энергии Королевской инженерной академии.
В результате последующей работы профессора и его команды из Бирмингемского центра хранения энергии были предложены новые подходы к повышению эффективности CES на 10-18% по сравнению с текущей.
Производство криогенных систем длительного хранения энергии для Ближнего Востока и в Африки
Предприятие способствует скорейшему переходу от тепловой энергии к возобновляемым источникам путем внедрения масштабируемых систем для независимых производителей энергии, частных энергогенерируюших компаний и коммунальных предприятий.Highview вошла в число признанных лидеров мирового рынка криогенных систем хранения энергии, собрав у себя многопрофильную команду из более чем 1000 опытных профессионалов.
Офисы новой компании в Испании, США и Великобритании поддерживают клиентов на любой стадии реализации проектов.
Партнеры уже запланировали несколько совместных крупных энергетических проектов общей установленной мощностью в несколько гигаватт, которые будут реализованы до 2022 года.
Сегодня очевидно, что технологии криогенного хранения энергии — это будущее энергетики.
Highview делает будущее ближе, ускоряя переход мировой экономики на доступное и устойчивое производство энергии.
