ऊर्जा भंडारण उद्योग के विकास और अनुप्रयोग का अवलोकन।
1. ऊर्जा भंडारण प्रौद्योगिकी का परिचय।
ऊर्जा भंडारण, ऊर्जा का भंडारण है। यह उन तकनीकों को संदर्भित करता है जो ऊर्जा के एक रूप को अधिक स्थिर रूप में परिवर्तित करके उसे संग्रहीत करती हैं। फिर आवश्यकता पड़ने पर उसे एक विशिष्ट रूप में मुक्त करती हैं। विभिन्न ऊर्जा भंडारण सिद्धांत इसे तीन प्रकारों में विभाजित करते हैं: यांत्रिक, विद्युतचुंबकीय और विद्युतरासायनिक। प्रत्येक ऊर्जा भंडारण प्रकार की अपनी शक्ति सीमा, विशेषताएँ और उपयोग होते हैं।
| ऊर्जा भंडारण प्रकार | मूल्यांकित शक्ति | रेटेड ऊर्जा | विशेषताएँ | आवेदन के अवसर | |
| यांत्रिक ऊर्जा भंडारण | हाँ 储能 | 100-2,000 मेगावाट | 4-10 घंटे | बड़े पैमाने पर, परिपक्व प्रौद्योगिकी; धीमी प्रतिक्रिया, भौगोलिक संसाधनों की आवश्यकता | लोड विनियमन, आवृत्ति नियंत्रण और सिस्टम बैकअप, ग्रिड स्थिरता नियंत्रण। |
| 压缩 空气储能 | आईएमडब्ल्यू-300 मेगावाट | 1-20 घंटे | बड़े पैमाने पर, परिपक्व प्रौद्योगिकी; धीमी प्रतिक्रिया, भौगोलिक संसाधनों की आवश्यकता। | पीक शेविंग, सिस्टम बैकअप, ग्रिड स्थिरता नियंत्रण | |
| हाँ 储能 | किलोवाट-30 मेगावाट | 15 सेकंड-30 मिन | उच्च विशिष्ट शक्ति, उच्च लागत, उच्च शोर स्तर | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, वोल्टेज नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण। | |
| विद्युतचुंबकीय ऊर्जा भंडारण | ठीक है 储能 | किलोवाट-1मेगावाट | 2 सेकंड-5 मिनट | तीव्र प्रतिक्रिया, उच्च विशिष्ट शक्ति; उच्च लागत, कठिन रखरखाव | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, विद्युत गुणवत्ता नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण |
| 超级 电容 | किलोवाट-1मेगावाट | 1-30s | तीव्र प्रतिक्रिया, उच्च विशिष्ट शक्ति; उच्च लागत | बिजली गुणवत्ता नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण | |
| विद्युत ऊर्जा भंडारण | 铅酸 电池 | किलोवाट-50 मेगावाट | 1मिनट-3 h | परिपक्व प्रौद्योगिकी, कम लागत; अल्प जीवनकाल, पर्यावरण संरक्षण संबंधी चिंताएँ | पावर स्टेशन बैकअप, ब्लैक स्टार्ट, यूपीएस, ऊर्जा संतुलन |
| हाँ 电池 | किलोवाट-100 मेगावाट | 1-20 घंटे | कई बैटरी चक्रों में गहन चार्जिंग और डिस्चार्जिंग शामिल होती है। इन्हें संयोजित करना आसान है, लेकिन इनका ऊर्जा घनत्व कम होता है। | इसमें बिजली की गुणवत्ता, बैकअप पावर, पीक शेविंग और वैली फिलिंग, ऊर्जा प्रबंधन और नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण शामिल हैं। | |
| 钠硫 电池 | 1 किलोवाट-100 मेगावाट | घंटे | उच्च विशिष्ट ऊर्जा, उच्च लागत, परिचालन सुरक्षा मुद्दों में सुधार की आवश्यकता है। | बिजली की गुणवत्ता एक विचार है। बैकअप बिजली आपूर्ति एक और विचार है। फिर, पीक शेविंग और वैली फिलिंग भी है। ऊर्जा प्रबंधन एक और विचार है। अंत में, नवीकरणीय ऊर्जा भंडारण भी है। | |
| 锂离子 电池 | किलोवाट-100 मेगावाट | घंटे | उच्च विशिष्ट ऊर्जा, लिथियम-आयन बैटरियों की लागत कम होने से लागत कम हो जाती है | क्षणिक/गतिशील नियंत्रण, आवृत्ति नियंत्रण, वोल्टेज नियंत्रण, यूपीएस और बैटरी ऊर्जा भंडारण। | |
इसके कई फायदे हैं। इनमें भौगोलिक प्रभाव कम होना शामिल है। इनका निर्माण समय भी कम होता है और ऊर्जा घनत्व भी ज़्यादा होता है। परिणामस्वरूप, विद्युत-रासायनिक ऊर्जा भंडारण का उपयोग लचीले ढंग से किया जा सकता है। यह कई ऊर्जा भंडारण स्थितियों में काम करता है। यह ऊर्जा भंडारण की तकनीक है। इसके उपयोगों की सीमा सबसे व्यापक है और विकास की सबसे ज़्यादा संभावनाएँ हैं। इनमें से मुख्य हैं लिथियम-आयन बैटरियाँ। इनका उपयोग मिनटों से लेकर घंटों तक के परिदृश्यों में किया जाता है।
2. ऊर्जा भंडारण अनुप्रयोग परिदृश्य
ऊर्जा भंडारण के विद्युत प्रणाली में कई अनुप्रयोग परिदृश्य हैं। ऊर्जा भंडारण के तीन मुख्य उपयोग हैं: विद्युत उत्पादन, ग्रिड और उपयोगकर्ता। ये हैं:
नई ऊर्जा उत्पादन पारंपरिक ऊर्जा उत्पादन से अलग है। यह प्राकृतिक परिस्थितियों से प्रभावित होता है। इनमें प्रकाश और तापमान शामिल हैं। बिजली उत्पादन मौसम और दिन के अनुसार बदलता रहता है। मांग के अनुसार बिजली का समायोजन असंभव है। यह एक अस्थिर ऊर्जा स्रोत है। जब स्थापित क्षमता या बिजली उत्पादन अनुपात एक निश्चित स्तर तक पहुँच जाता है, तो यह पावर ग्रिड की स्थिरता को प्रभावित करेगा। बिजली व्यवस्था को सुरक्षित और स्थिर रखने के लिए, नई ऊर्जा व्यवस्था ऊर्जा भंडारण उत्पादों का उपयोग करेगी। बिजली उत्पादन को सुचारू बनाने के लिए ये ग्रिड से फिर से जुड़ेंगे। इससे नई ऊर्जा शक्ति का प्रभाव कम होगा। इसमें फोटोवोल्टिक और पवन ऊर्जा शामिल हैं। ये रुक-रुक कर और अस्थिर होती हैं। यह पवन और प्रकाश की कमी जैसी बिजली खपत की समस्याओं का भी समाधान करेगी।
पारंपरिक ग्रिड डिज़ाइन और निर्माण अधिकतम भार विधि का पालन करते हैं। वे ऐसा ग्रिड की तरफ़ से करते हैं। नया ग्रिड बनाते या क्षमता बढ़ाते समय यही बात लागू होती है। उपकरणों को अधिकतम भार का ध्यान रखना चाहिए। इससे लागत बढ़ेगी और परिसंपत्ति का उपयोग कम होगा। ग्रिड-साइड ऊर्जा भंडारण का उदय मूल अधिकतम भार विधि को तोड़ सकता है। नया ग्रिड बनाते या पुराने ग्रिड का विस्तार करते समय, यह ग्रिड की भीड़भाड़ को कम कर सकता है। यह उपकरणों के विस्तार और उन्नयन को भी बढ़ावा देता है। इससे ग्रिड निवेश लागत बचती है और परिसंपत्ति उपयोग में सुधार होता है। ऊर्जा भंडारण मुख्य वाहक के रूप में कंटेनरों का उपयोग करता है। इसका उपयोग बिजली उत्पादन और ग्रिड दोनों तरफ़ किया जाता है। यह मुख्य रूप से 30 किलोवाट से अधिक शक्ति वाले अनुप्रयोगों के लिए है। उन्हें उच्च उत्पाद क्षमता की आवश्यकता होती है।
उपयोगकर्ता पक्ष की नई ऊर्जा प्रणालियाँ मुख्यतः बिजली उत्पादन और भंडारण के लिए उपयोग की जाती हैं। इससे बिजली की लागत कम होती है और ऊर्जा भंडारण का उपयोग बिजली को स्थिर रखने के लिए किया जाता है। साथ ही, उपयोगकर्ता कम कीमतों पर बिजली भंडारण के लिए ऊर्जा भंडारण प्रणालियों का भी उपयोग कर सकते हैं। इससे उन्हें अधिक कीमतों पर ग्रिड बिजली के उपयोग में कटौती करने में मदद मिलती है। वे भंडारण प्रणाली से बिजली बेचकर अधिकतम और न्यूनतम कीमतों पर पैसा भी कमा सकते हैं। उपयोगकर्ता-पक्ष ऊर्जा भंडारण मुख्य वाहक के रूप में कैबिनेट का उपयोग करता है। यह औद्योगिक और वाणिज्यिक पार्कों और वितरित फोटोवोल्टिक बिजलीघरों में उपयुक्त है। ये 1 किलोवाट से 10 किलोवाट की बिजली रेंज में उपलब्ध हैं। उत्पाद की क्षमता अपेक्षाकृत कम है।
3. "स्रोत-ग्रिड-लोड-भंडारण" प्रणाली ऊर्जा भंडारण का एक विस्तारित अनुप्रयोग परिदृश्य है
"स्रोत-ग्रिड-भार-भंडारण" प्रणाली एक संचालन विधा है। इसमें "ऊर्जा स्रोत, विद्युत ग्रिड, भार और ऊर्जा भंडारण" का समाधान शामिल है। यह ऊर्जा उपयोग दक्षता और ग्रिड सुरक्षा को बढ़ावा दे सकता है। यह स्वच्छ ऊर्जा के उपयोग में ग्रिड अस्थिरता जैसी समस्याओं का समाधान कर सकता है। इस प्रणाली में, स्रोत ही ऊर्जा आपूर्तिकर्ता होता है। इसमें सौर, पवन और जल विद्युत जैसी नवीकरणीय ऊर्जा शामिल है। इसमें कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस जैसी पारंपरिक ऊर्जा भी शामिल है। ग्रिड ऊर्जा संचरण नेटवर्क है। इसमें संचरण लाइनें और विद्युत प्रणाली उपकरण शामिल हैं। भार ऊर्जा का अंतिम उपयोगकर्ता है। इसमें निवासी, उद्यम और सार्वजनिक सुविधाएँ शामिल हैं। भंडारण ऊर्जा भंडारण तकनीक है। इसमें भंडारण उपकरण और तकनीक शामिल हैं।
पुरानी बिजली व्यवस्था में, ताप विद्युत संयंत्र ही बिजली का स्रोत होते हैं। घर और उद्योग भार होते हैं। ये दोनों एक-दूसरे से बहुत दूर होते हैं। पावर ग्रिड इन्हें जोड़ता है। यह एक बड़े, एकीकृत नियंत्रण मोड का उपयोग करता है। यह एक वास्तविक समय संतुलन मोड है जहाँ बिजली स्रोत भार का अनुसरण करता है।
"न्यू लीस्टुंग्ससिस्टम" के तहत, इस प्रणाली ने नए ऊर्जा वाहनों की चार्जिंग की माँग को उपयोगकर्ताओं के लिए "भार" के रूप में जोड़ दिया। इससे पावर ग्रिड पर दबाव बहुत बढ़ गया है। फोटोवोल्टिक्स जैसी नई ऊर्जा विधियों ने उपयोगकर्ताओं को "ऊर्जा स्रोत" बनने का अवसर दिया है। इसके अलावा, नए ऊर्जा वाहनों को तेज़ चार्जिंग की आवश्यकता होती है। और, नई ऊर्जा उत्पादन अस्थिर है। इसलिए, उपयोगकर्ताओं को अपने बिजली उत्पादन और उपयोग के ग्रिड पर पड़ने वाले प्रभाव को कम करने के लिए "ऊर्जा भंडारण" की आवश्यकता होती है। इससे अधिकतम बिजली उपयोग और अंतिम बिजली भंडारण संभव होगा।
नई ऊर्जा का उपयोग विविध हो रहा है। उपयोगकर्ता अब स्थानीय माइक्रोग्रिड बनाना चाहते हैं। ये "ऊर्जा स्रोतों" (प्रकाश), "ऊर्जा भंडारण" (भंडारण), और "भार" (चार्जिंग) को जोड़ते हैं। ये कई ऊर्जा स्रोतों के प्रबंधन के लिए नियंत्रण और संचार तकनीक का उपयोग करते हैं। ये उपयोगकर्ताओं को स्थानीय स्तर पर नई ऊर्जा उत्पन्न करने और उसका उपयोग करने की सुविधा देते हैं। ये दो तरीकों से बड़े पावर ग्रिड से भी जुड़ते हैं। इससे ग्रिड पर उनका प्रभाव कम होता है और संतुलन बनाने में मदद मिलती है। छोटा माइक्रोग्रिड और ऊर्जा भंडारण एक "फोटोवोल्टिक भंडारण और चार्जिंग प्रणाली" है। यह एकीकृत है। यह "स्रोत ग्रिड भार भंडारण" का एक महत्वपूर्ण अनुप्रयोग है।
二. ऊर्जा भंडारण उद्योग की अनुप्रयोग संभावनाएँ और बाज़ार क्षमता
सीएनईएसए की रिपोर्ट के अनुसार, 2023 के अंत तक, चालू ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की कुल क्षमता 289.20 गीगावाट होगी। यह 2022 के अंत में 237.20 गीगावाट से 21.92% अधिक है। नई ऊर्जा भंडारण की कुल स्थापित क्षमता 91.33 गीगावाट तक पहुँच गई है। यह पिछले वर्ष की तुलना में 99.62% की वृद्धि है।
2023 के अंत तक, चीन में ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की कुल क्षमता 86.50GW तक पहुँच गई। यह 2022 के अंत में 59.80GW से 44.65% अधिक थी। अब वे वैश्विक क्षमता का 29.91% बनाते हैं, जो 2022 के अंत से 4.70% अधिक है। उनमें से, पंप स्टोरेज की क्षमता सबसे अधिक है। यह 59.40% है। बाजार की वृद्धि मुख्य रूप से नई ऊर्जा भंडारण से आती है। इसमें लिथियम-आयन बैटरी, लेड-एसिड बैटरी और संपीड़ित हवा शामिल हैं। इनकी कुल क्षमता 34.51GW है। यह पिछले साल से 163.93% की वृद्धि है। 2023 में, चीन का नया ऊर्जा भंडारण 21.44GW बढ़ जाएगा, जो साल-दर-साल 191.77% की वृद्धि है
नई ऊर्जा भंडारण परियोजनाओं की योजना और निर्माण से देखते हुए, चीन का नया ऊर्जा भंडारण बड़े पैमाने पर हो गया है। 2022 में, 1,799 परियोजनाएँ हैं। ये नियोजित, निर्माणाधीन या संचालन में हैं। इनकी कुल क्षमता लगभग 104.50GW है। संचालन में लगाई गई अधिकांश नई ऊर्जा भंडारण परियोजनाएँ छोटी और मध्यम आकार की हैं। इनका पैमाना 10MW से कम है। ये कुल का लगभग 61.98% हिस्सा बनाते हैं। नियोजित और निर्माणाधीन ऊर्जा भंडारण परियोजनाएँ ज़्यादातर बड़ी हैं। ये 10MW और उससे अधिक की हैं। ये कुल का 75.73% हिस्सा बनाती हैं। 402 से ज़्यादा 100-मेगावाट परियोजनाएँ निर्माणाधीन हैं। इनके पास पावर ग्रिड के लिए ऊर्जा भंडारण का आधार और स्थितियाँ हैं।
पोस्ट करने का समय: जुलाई-22-2024