英国计划建造巨型电池来储存可再生能源,但有一个更便宜的解决方案安德鲁Cruden他是南安普顿大学能源技术教授
英国电力系统正在经历重大而迅速的变革。它有世界的最大装机容量海上风力发电,已经有效地阻止用煤发电,记录了下降20%自2019冠状病毒病大流行开始以来的需求。
然而,从传统的、可靠的煤炭发电向依赖天气的风能和太阳能发电的转变,给在任何时刻满足电力供应和需求带来了越来越大的挑战。这就是大型电网规模的储能系统可以帮助调节和缓冲供需,并改善电网控制的地方。
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英国政府最近宣布在英格兰建造超过50MW和在威尔士建造超过350MW的能源储存项目,取消了规划障碍。政府认为,这将使重大的新能源存储能力的创造成为可能。英国目前有1GW的可运行电池存储单元和一个额外的13.5吉瓦在规划阶段正在开发的电池项目。
政府的干预创造了一个规划环境,使英国能够达到目标到2050年的净零碳排放要实现这一目标,要么大规模、集中式的可再生能源发电占很大比例,要么更优先考虑规模较小的社区计划,比如本地拥有的风力涡轮机和太阳能电池板。特别是,电池将对电网监管做出重大贡献,到2030年,海上风力发电将再增加30GW(以实现英国的目标)40GW的海上风能那一年)。
但是,追求更大的固定电池系统可能不是英国拥有可再生能源未来的最佳解决方案。相反,答案可能就在这个国家的车库和停车场。
随着英国从化石燃料转向可再生能源发电,公司₂排放从1990年的40%降至2019年的25%。这意味着交通部门现在是最大的排放部门,产生了英国所有CO₂排放量的三分之一。
这使得人们越来越关注插入式混合动力和全电动汽车的引入。只是十分之一在英国销售的汽车属于这些类别,但仍有一段路要走,以减少汽油和柴油车的影响。显然需要更多的基础设施来支持它们,它们的日益普及增加了电网需要提供的电量,三分之一的仍然是由天然气生产的
然而,电动汽车也有助于使电力生产更加环保。当电动汽车充电时,它有效地使电网接入其电池。当你同时接入多辆汽车时,它们就形成了一个非常大的聚合电池库。这个概念被称为汽车电网(V2G),可以创造一个比固定的大型电池系统更大、更便宜的替代能源存储。
有38.2授权车辆包括约3150万辆汽车。如果这些都是纯电动汽车(每辆车平均储存50kWh的能量,并通过7kW充电器连接),那么就可以生产出容量为220.5GW的全国分布的巨型电池。这将是目前计划的大型电池存储的15倍以上。
便宜的选择
这种合计的电池成本也更容易承受,因为个人车主将购买汽车和电池,而不是政府和私人投资者在大型项目上花费数百万美元。在过去的十年里,电动汽车电池的成本下降了87%平均每千瓦时156美元(123英镑/千瓦时),并有望在2023年达到100美元/千瓦时。
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大型电网固定电池系统的成本是至少增加一倍这个数量。这是因为大型固定电池系统都需要土木工程、电缆、外壳、电力电子甚至调节电池温度的空调系统。
汽车到电网的存储仍是一个新兴概念。它需要专用的双向充电设备,也可以与车辆通信,以及高级聚合控制系统。然而,所有这些技术都存在。
确实有一个V2G演示系列在英国的项目。特别是日产,已经接受了这项技术,并已经提供了一个更有限的vehicle-to-home(V2H)系统,可以让人们使用他们的汽车储存来自屋顶太阳能电池板的能量,直到晚上需要在家里使用。
因此,尽管英国政府认为国家电网需要更多的能源储存来支持进一步的可再生能源发电是正确的,但专注于建造大型、昂贵的电池不一定是解决问题的答案。相反,电动汽车可以让英国公众方便地共享他们的汽车,帮助创建一个更清洁、更无私的后covid世界。
权力和能量是混淆的吗?
如果能知道这是怎么回事就好了。目前,你的电动汽车在充满电的情况下等待使用的时间很长。如果它的电池在V2G方案中使用,这是否意味着电池在需要时不会充满电?使用老式电动汽车电池的想法听起来要好得多,尽管启动速度会慢得多,因为你需要等待电池老化。
据我所知,你可以在夜间非高峰时间开车上班或在家工作时充电,费用为5千瓦时,然后在下午5点到7点的高峰时间出售任何你不需要的剩余电量,费用为15千瓦时。能够储备多少你想要保持你的车,说50%的50 Kwh电池你25千瓦时用于白天开车和销售高峰期,所以如果你的通勤50英里你只会使用12.5千瓦时可以出售剩余的12.5千瓦时回网格,然后补充一夜之间,每天净赚12.5 KWH x 10p = 1.25英镑,这将覆盖你的充电成本,使电动汽车有效地免费使用。
在1月和2月,也就是需求最大的时间里,风不吹,太阳不晒。持续数小时的电池容量无法弥补缺口。潮汐能是可预测的,需要数小时的储存才能填补缺口。可以设计一个潮汐系统来满足小潮时的最大需求,也可以设计一个不需要存储的潮汐系统。夏季的春潮将产生巨大的剩余电力,可用来生产氢气,作为柴油和燃料油的替代品。根本没有风车和太阳能板的位置。
似乎是这样。从毫无意义的GW电池(1 GW的装机容量能持续多少分钟?)到GW电池的转换。
要实现这一点,消费者需要:
1]向电网供电的成本要比从电网充电的成本高得多(以抵消电池的老化和汽车没电的不便)
能够限制电池的放电量,以便它们在车辆上仍然有一个有效的续航里程
可以很容易地调整这一限制,以便如果预期第二天有长途旅行,他们可以减少当天的贡献力量。
它可能会到来,但我仍在等待十年前承诺的智能电表。
V2G重复使用导致电池寿命下降的小问题,谁来承担?
一个“不错的小赚点”就是买100千瓦时的电池,然后每天充电/放电。如果买入价(隔夜)是5便士/千瓦时(如果产能增长过快,实际上可能是负的),那么以15便士/千瓦时的价格出售,就会得到10英镑/天= 3650英镑/年。每千瓦时123英镑(这对特斯拉电池来说似乎是合适的价格)的资本支出是12300英镑。简单的回报是大约3年:哪里有陷阱??也有一个容量支付,以获得可用的电力,但这只是一个额外的奖励。
不幸的是,消防队警告说,当这些电池在错误的温度下充电或放电时,可能会发生严重和非常困难的电池火灾的风险-所以也许我应该给这个“漂亮的小赚人”一个错过。
只是为了纠正菲利普欧文的贡献-每个月有2个春潮最大值[在新月和满月]和类似的2个小潮最小[在半月]-春和小潮指的是潮汐的幅度,而不是它们发生的时间。
就像几乎所有这些文章一样,没有提到谁为所有这些“基础设施”买单以及付多少钱。正如上面所提到的,为了可行,必须有一个动机让电网访问你的电池。最终会有人为此买单,而现在,最不可能负担得起的将会是最底层的人。
这似乎也不能解决快速逼近的电力生产赤字问题。
你居然想出了一个好主意!使用停放的车辆来补充网格显得很合理。但是,如果有人需要或希望使用他们的汽车,希望它充满电,但它没有!再加上充电基础设施严重不足,只会增加里程焦虑。如果实现了,它必须能够让用户根据需要选择进入和退出。在回收之前,作为最后阶段过程的一部分,使用寿命结束的汽车电池(即降低了效率的电池)会更好。
哦亲爱的。我认为,大多数评论似乎都没有抓住重点。电池技术正以如此快的速度发展!百万英里电池并不是让汽车跑100万英里,而是让它用作存储设备,达到本文所述的目的。100千瓦时的汽车电池并不能让我们每天行驶500英里,但如果我们确实需要它,那么就提前计划,防止电网占用它。分权会更可靠,更安全,成本更低,对大公司更不可靠,二氧化碳排放量更低!还有更多!
我认为菲利普·欧文的观点是,如果有足够的能力来满足冬季小潮汐的最大需求,那么在夏季的几个月里,春季潮汐就会有大量的剩余电力来生产氢气。
不是免费的午餐,而是有效利用现有资源。将20%的电池纳入计划,以帮助支付你的汽车费用,这似乎很简单。我们每天都很高兴地把充满易燃液体的汽车停在车库里,所以担心电池着火虽然是合法的,但也不应该过分(双关语)。随着电池容量每年都在增加,里程焦虑正在下降。每天晚上,当我的车只有3/4油的时候,我不会惊慌,如果有一天我需要每一伏的汽油来旅行,我会在满油的时候拔掉电源!每隔一天赚点钱。这都是学术性的,因为它已经在南澳大利亚的一个试点项目和其他地方发生了。所以,它的到来,将会是主流汽车制造商缓慢推出电动汽车,试图保护他们在柴油和汽油汽车生产上的投资,穷人,试图阻止前面提到的浪潮。至于谁来买单,现在电力价格支付基础设施(煤炭和天然气和铀提取交通等)——成本只会上升不会改变除已被证明可再生电力的成本似乎每年秋天所有用户的成本也应该下降如果慢一点的紧肤 technologies like pumped hydro batteries et al – chance to be on the right side of history count me in
电力和能源之间的混淆可能源于对电池存储的经济性的误解。它们通常不从事将一天中便宜的时间转换为昂贵的时间的“时移”业务,而是可以通过增强频率响应等快速(<1秒)在线以稳定国家电网的备用设备。业主“收到一笔基于原始可用能量(MW)的支付,以提供这个‘空手道打击’;耐力是次要的考虑因素。在没有其他信息的情况下,你可以假设从完全充电到放电的时间是½小时,所以一个10兆瓦(功率)的电池可能存储5兆瓦(能量)
重新设计这样一个系统的经济性取决于在一天中不同时间进行买卖的关税基础。除非有我不知道的补贴计划,否则我怀疑上述报价的每千瓦时5便士/15便士(每兆瓦时50英镑/ 150英镑)差速器能否实现(谁来支付?);为批发市场价格见此处:https://www.nordpoolgroup.com/Market-data1/#/n2ex/table
我仍在为开发更可持续的大量能量存储钠离子电池而祈祷。要么我们使用小型模块化反应堆,这样我们就不用依赖存储。
我不想在我需要的时候发现我认为充满电的车“不是”。
因此,司机为电动汽车多付了钱,然后支付夜间充电的电费,实际上是将这些电返还给电网,然后再支付电费,以便在白天使用。似乎所有人都赢了(当然除了车手)。可再生能源似乎唯一的问题是,毫无必要地将公众推向电动汽车。
《工程师》最近不是在告诉我们,私人汽车拥有量将大幅下降,而自动驾驶的共乘汽车将取而代之吗?
基本上残渣这个概念——人们在或接近重要的城市将使用池汽车应该忙的绝大多数时间(或池是超大号的),人们不是在或接近一个重要市区将想要保持他们的电池全部旅程的时间越长,他们的常态。
如果电动汽车不能降低旅行的直接成本,那么它们基本上就是一种时尚宣言;“Veblen good”。
打个比方,买了一辆劳斯莱斯,却把最贵的部件(比如皮座椅)出租给陌生人过夜,可笑的理由是这样会“让它更便宜”?
如果需要夜间电存储,我想知道作者是如何看待LAES技术的?
这一切似乎都表明需要大幅增加电网容量。谁来买单?如果400千伏的主系统发生了故障,并且它被切断了配电网,该怎么办?
2019年的电力需求为34.5万吉瓦时——每周约为7千吉瓦时。
在每辆车50千瓦时和3850万辆车的建议存储模式相当于38.5×50千瓦时,即1925年(略少于2天的备份)。
因此,如果风力下降(相关功率可以忽略不计),那么人们将需要停止使用他们的车辆2天——同时祈祷,平静不要太长(就像以前发生的那样——当风力发电量小于容量的1%)。
当然,这种情况与太阳能无关——我不确定它有多少是受天气(10%?)、一年的时间和日照长度(在偏北的地方更重要)的影响。
如果政府允许使用混合动力汽车,这个问题会得到缓解吗?如果电网的需求是需要所有的电力(通常是在无风无太阳的冬季),汽车仍然有用,并提供存储。
政府显然打算对汽油和柴油汽车征税并立法禁止上路,同时它们可以提供英国急需的灵活的能源储存
当然,拥有一辆电动汽车很棒。我还买了一辆电动滑板车