การออมเพื่ออนาคต|สถานะปัจจุบันของการจัดเก็บพลังงานและการจัดเก็บพลังงานเกลือโซเดียม

แนวคิดและสถานการณ์การประยุกต์ใช้การจัดเก็บพลังงาน

การจัดเก็บพลังงานมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการบรรลุเป้าหมาย "คาร์บอนคู่" เป็นหัวใจหลักในการสร้างความมั่นคงด้านพลังงานและการสร้างระบบไฟฟ้าใหม่ และยังเป็นกุญแจสำคัญในการพัฒนาอุตสาหกรรมเกิดใหม่เชิงยุทธศาสตร์อีกด้วย ในบริบทของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของพลังงานทดแทน เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานใหม่ได้กลายเป็นกุญแจสำคัญในการส่งเสริมการเปลี่ยนแปลงด้านพลังงาน เทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานใหม่หมายถึงเทคโนโลยีการจัดเก็บพลังงานนอกเหนือจากการจัดเก็บพลังน้ำแบบสูบ รวมถึงการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี การจัดเก็บพลังงานลมอัด การจัดเก็บพลังงานมู่เล่ การจัดเก็บพลังงานตัวนำยิ่งยวด การจัดเก็บพลังงานซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ การจัดเก็บพลังงานไฮโดรเจน และรูปแบบอื่นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับการจัดเก็บพลังน้ำแบบสูบแล้ว การจัดเก็บพลังงานใหม่มีข้อดีคือใช้เวลาก่อสร้างสั้น การเลือกสถานที่ตั้งที่ง่ายและยืดหยุ่น และความสามารถในการปรับตัวที่แข็งแกร่ง และมีความร่วมมือที่ดีขึ้นกับการพัฒนาและการใช้พลังงานใหม่

แบตเตอรี่เก็บพลังงานเป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานเคมีเป็นพลังงานไฟฟ้า และเป็นตัวพาหลักสำหรับการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมี ปัจจุบัน แบตเตอรี่เก็บพลังงานได้เข้าสู่เชิงพาณิชย์และมีขนาดแล้ว และกำลังการผลิตติดตั้งสะสมของการจัดเก็บพลังงานไฟฟ้าเคมีในจีนสูงถึง 3.27GW ในปี 2563 และคาดว่าอัตราการเติบโตของสารประกอบต่อปีจะสูงถึงมากกว่า 50% ตั้งแต่ปี 2564 ถึง 2568

ด้วยการประกาศใช้ "ความคิดเห็นที่เป็นแนวทางในการเร่งการพัฒนาการจัดเก็บพลังงานใหม่" การจัดเก็บพลังงานใหม่จะถูกแบ่งออกเป็นสามสถานการณ์อย่างชัดเจน: ฝั่งแหล่งจ่ายไฟ ฝั่งกริด และฝั่งผู้ใช้ มูลค่าของการจัดเก็บพลังงานจะแตกต่างกันไปในแต่ละสถานการณ์

การจัดเก็บพลังงานที่ด้านพาวเวอร์ซัพพลาย

การจัดเก็บพลังงานด้านพลังงานเกี่ยวข้องกับระบบที่รวมกับพลังงานลม พลังงานแสงอาทิตย์ และโรงงานผลิตไฟฟ้าอื่นๆ โดยมีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มความน่าเชื่อถือและเสถียรภาพของการผลิตไฟฟ้า ลดการสูญเสียพลังงาน และปรับปรุงประสิทธิภาพ ด้วยการควบคุมความผันผวนของพลังงานหมุนเวียน ระบบกักเก็บพลังงานสามารถทำให้การผลิตไฟฟ้ามีความราบรื่น และเพิ่มมูลค่าทางเศรษฐกิจของสินทรัพย์การผลิตไฟฟ้า

การจัดเก็บพลังงานด้านกริด

การจัดเก็บพลังงานฝั่งกริดได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับการทำงานของระบบไฟฟ้า ให้บริการเสริม และชะลอหรือเปลี่ยนการอัพเกรดสิ่งอำนวยความสะดวกการส่งและการแปลง ช่วยเพิ่มความสามารถในการมอดูเลตความถี่ ความเสถียร และความน่าเชื่อถือของโครงข่ายไฟฟ้า และสามารถจ่ายไฟสำรองฉุกเฉินได้

การจัดเก็บพลังงานฝั่งผู้ใช้

ระบบจัดเก็บพลังงานฝั่งผู้ใช้ถูกปรับใช้ที่ฝั่งผู้ใช้ เช่น บ้าน อาคารพาณิชย์ หรือสวนอุตสาหกรรม โดยมีเป้าหมายเพื่อลดค่าไฟฟ้า ใช้ประโยชน์จากความแตกต่างของราคาไฟฟ้าจากยอดถึงหุบเขา เพิ่มการใช้ไฟฟ้าเอง และให้พลังงานสำรอง ผ่านการจัดการด้านอุปสงค์ ระบบเหล่านี้ให้ความยืดหยุ่นในการเรียกเก็บและจำหน่ายเพื่อตอบสนองการเปลี่ยนแปลงของราคาไฟฟ้าหรือความต้องการพลังงาน ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน

ปัญหาและความท้าทายในปัจจุบัน

ความปลอดภัยยังคงเป็นสิ่งสำคัญที่สุด

ตั้งแต่ปี 2017 มีอุบัติเหตุไฟไหม้ที่เก็บพลังงานมากกว่า 70 ครั้งทั่วโลก ในจำนวนนี้ เกิดเหตุเพลิงไหม้โรงไฟฟ้ากักเก็บพลังงาน 27 แห่งในเกาหลี และโรงไฟฟ้ากักเก็บพลังงาน 522 แห่งถูกบังคับให้ปิดตัวลง หลังจากปี 2021 เกิดอุบัติเหตุร้ายแรงจำนวนหนึ่งเกิดขึ้นในภูมิภาคที่มีการพัฒนาแหล่งกักเก็บพลังงานอย่างรวดเร็ว เช่น จีน สหรัฐอเมริกา ยุโรป และออสเตรเลีย ทำให้เกิดความสูญเสียมากมาย

ในเดือนกันยายน 2567 จะเกิดไฟไหม้กักเก็บพลังงานมากถึง 7 ครั้ง ซึ่งรวมถึงการระเบิดของแบตเตอรี่ลิเธียมในศูนย์ข้อมูลของ Alibaba Cloud และการระเบิดของฐานการผลิตต้นทางขององค์กรชั้นนำ

ความสามารถในการรีไซเคิล

ความสามารถในการรีไซเคิลของแบตเตอรี่กักเก็บพลังงานต้องเผชิญกับปัญหาทางเทคนิค เศรษฐกิจ และนโยบาย ซึ่งไม่เพียงส่งผลต่อประสิทธิภาพในการรีไซเคิลแบตเตอรี่เท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่อสิ่งแวดล้อม การควบคุมต้นทุน และการพัฒนาที่ยั่งยืนของระบบกักเก็บพลังงานในอนาคต

01กระบวนการรีไซเคิลมีความซับซ้อน

02ผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจไม่เพียงพอ

03นโยบายและการสนับสนุนด้านกฎระเบียบไม่เพียงพอ

แนวโน้มการพัฒนาอุตสาหกรรมแบตเตอรี่เกลือโซเดียม

Sodium Chloried – แบตเตอรี่โซลิดสเตตหรือที่รู้จักในชื่อแบตเตอรี่ ZEBRA (กิจกรรมการวิจัยแบตเตอรี่ที่ปล่อยก๊าซเป็นศูนย์) เป็นแบตเตอรี่โซเดียมโซลิดสเตตที่ปลอดภัยภายในโดยมีนิกเกิลคลอไรด์เป็นวัสดุแคโทด โลหะโซเดียมเป็นอิเล็กโทรดเชิงลบ และ - เซรามิกอลูมินาเป็น อิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่ทำงานที่อุณหภูมิสูง 270 องศา ~ 350 องศาเพื่อให้แน่ใจว่าโซเดียมของโลหะและนิกเกิลคลอไรด์ยังคงเสถียรเมื่อเกิดปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างกระบวนการชาร์จและการคายประจุ อุณหภูมิสูงทำให้ไอออนโซเดียมเคลื่อนตัวในอิเล็กโทรไลต์ที่เป็นของแข็ง ซึ่งจะถ่ายเทประจุระหว่างอิเล็กโทรด

ความปลอดภัยสูง

แบตเตอรี่เกลือโซเดียมมีความเสถียรมากกว่าภายใต้อุณหภูมิสูงและสภาวะการชาร์จเกินพิกัด และไม่เสี่ยงต่อการเผาไหม้หรือการระเบิดที่เกิดจากความร้อนที่เบี่ยงเบนไปจากปกติ และเหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีข้อกำหนดด้านความปลอดภัยสูง (เช่น การจัดเก็บพลังงานกริด)

เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและรีไซเคิลได้

รีไซเคิลได้ 100% วัสดุหลักส่วนใหญ่เป็นโลหะและเกลือ กระบวนการรีไซเคิลนั้นเรียบง่าย ปราศจากมลภาวะ และเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม

ช่วงอุณหภูมิกว้าง

แบตเตอรี่เกลือโซเดียมมีความสามารถในการปรับตัวได้ดีกับอุณหภูมิต่ำและสูง และสามารถทำงานที่อุณหภูมิแวดล้อม -40 องศา ~ 65 องศา โดยไม่ทำให้ประสิทธิภาพลดลง และการลดทอนประสิทธิภาพยังน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ .

ความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจร

การลัดวงจรในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอาจทำให้เกิดความร้อนหนีออกมาได้ หากหลอดเซรามิกของแบตเตอรี่เกลือโซเดียมแตกหรือลัดวงจร โลหะโซเดียมจะทำปฏิกิริยากับอิเล็กโทรไลต์เพื่อสร้างอะลูมิเนียมโลหะ ซึ่งจะอุดรอยแตกร้าวและป้องกันปฏิกิริยาต่อไป ส่งผลให้เกิดการลัดวงจรของตัวนำคล้ายแบตเตอรี่ และแรงดันไฟฟ้าลดลงถึงระดับ 2.58 โวลต์ต่อเซลล์ โมดูลแบตเตอรี่สามารถทนต่อความล้มเหลวของเซลล์ได้ 5% ถึง 10% โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้งานปกติ

ทรัพยากรที่อุดมสมบูรณ์

โซเดียมมีมากในเปลือกโลกและมีราคาถูกกว่าลิเธียมมาก เมื่อเปรียบเทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียม แบตเตอรี่เกลือโซเดียมมีต้นทุนการผลิตที่ต่ำกว่า ทำให้มีความได้เปรียบทางเศรษฐกิจในการใช้งานการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่

ข้อดีของแบตเตอรี่เกลือโซเดียมในด้านการจัดเก็บพลังงานทำให้เหมาะสำหรับการควบคุมโครงข่าย การจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน สิ่งอำนวยความสะดวกด้านพลังงานระยะไกล และสาขาอื่นๆ ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีเพิ่มเติม แบตเตอรี่เกลือโซเดียมคาดว่าจะมอบโซลูชันที่ประหยัด เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม และปลอดภัยในด้านการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่

ปัจจุบัน จีน สหรัฐอเมริกา เยอรมนี สวิตเซอร์แลนด์ เกาหลี และประเทศอื่นๆ มุ่งมั่นที่จะวิจัยและพัฒนาและผลิตแบตเตอรี่เกลือโซเดียม และนโยบายการสนับสนุนระดับโลกสำหรับเทคโนโลยีพลังงานสะอาดและการจัดเก็บพลังงาน รวมถึงการแสวงหา เป้าหมาย "ความเป็นกลางคาร์บอน" จะช่วยสร้างสภาพแวดล้อมทางการตลาดที่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาแบตเตอรี่เกลือโซเดียม ทำให้แบตเตอรี่เหล่านี้เป็นตัวเลือกที่น่าสนใจในด้านการจัดเก็บพลังงานในแง่ของความปลอดภัย อายุการใช้งานยาวนาน อุณหภูมิที่กว้าง และการปกป้องสิ่งแวดล้อมที่มีคาร์บอนต่ำ