Научная статья на тему 'ГИБРИДНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ: ПРОБЛЕМЫИ ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ'

ГИБРИДНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ: ПРОБЛЕМЫИ ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
59
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ВОЗОБНОВЛЯЕМЫЕ ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ / СИСТЕМЫ НАКОПЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ / ГИБРИДНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ / ТЕХНОЛОГИИ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Усачева Ирина Витальевна, Гладкая Елена Андреевна, Ландин Сергей Владимирович

Постоянно растущая тенденция использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергосистемах различного уровня увеличила неопределенность в их эксплуатации и управлении. Уязвимость ВИЭ к непредвиденным изменениям метеорологических условий требует дополнительных ресурсов для поддержки, которыми являются системы накопления (хранения) энергии (СНЭ). Однако существующие СНЭ имеют ограниченные возможности для выполнения всех требований современной энергосистемы предприятия. Таким образом, гибридизация нескольких СНЭ для формирования составного СНЭ является потенциальным решением указанной проблемы. Как гибкий источник энергии, накопители энергии имеют множество потенциальных применений для интеграции в сеть генерации возобновляемой энергии, передачи и распределения электроэнергии. В данной статье анализируются перспективы применения гибридных накопителей энергии и обобщается новейший опыт с точки зрения зрелости данных технологии, эффективности, масштаба, срока службы, стоимости и областей применения, принимая во внимание их влияния на всю энергосистему, включая генерацию, передачу, распределение и использование. Проблемы крупномасштабного применения накопителей энергии в энергетических системах представлены с точки зрения технических и экономических соображений.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Усачева Ирина Витальевна, Гладкая Елена Андреевна, Ландин Сергей Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

HYBRID ENERGY STORAGE: PROBLEMS AND PROSPECTS OF ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES

The ever-increasing trend of renewable energy sources (RES) in energy systems of various levels has increased uncertainty in their operation and management. The vulnerability of RES to unforeseen changes in meteorological conditions requires additional resources to support, which are energy storage systems (ESS). However, existing ETSs have limited capacity to meet all the requirements of a modern enterprise energy system. Thus, the hybridization of multiple ETSs to form a composite ETS is a potential solution to this problem. As a flexible energy source, energy storage has many potential applications for integration into renewable energy generation, transmission and distribution networks. This paper analyzes the prospects for hybrid energy storage applications and summarizes the latest experience in terms of the maturity of these technologies, efficiency, scale, lifetime, cost and applications, taking into account their impact on the entire power system, including generation, transmission, distribution and utilization. The challenges of large-scale applications of energy storage in power systems are presented in terms of technical and economic considerations.

Текст научной работы на тему «ГИБРИДНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ: ПРОБЛЕМЫИ ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ»

DOI: 10.38197/2072-2060-2022-236-4-149-167

ГИБРИДНЫЕ НАКОПИТЕЛИ ЭНЕРГИИ: ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ТЕХНОЛОГИЙ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

HYBRID ENERGY STORAGE: PROBLEMS AND PROSPECTS OF ENERGY STORAGE TECHNOLOGIES

усачева ирина витальевна

Доцент кафедры прикладной информатики и математического методов в экономике, I ^-^IÎt ФГАОУ ВО «Волгоградский государственный

университет, к.э.н.

jêê^mjl irina v. usacheva

]ИДрЯНшВу Associate Professor, Department of Applied

К Computer Science and Mathematical Methods

^РРИИИИИкДк in Economics, Volgograd State University,

—^— p^p ¡n Economics

гладкая елена андреевна

Старший консультант отдела анализа потребительского рынка, ГКУ ВО «Центр развития промышленности и торговли», к.э.н.

elena a. gladkaya

Senior Consultant of the Consumer Market Analysis Department, State Treasury Institution of the Volgograd Region "Center for the Development of Industry and Trade", PhD in Economics

&

АННОТАЦИЯ

Постоянно растущая тенденция использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в энергосистемах различного уровня увеличила неопределенность в их эксплуатации и управлении. Уязвимость ВИЭ к непредвиденным изменениям метеорологических условий требует дополнительных ресурсов для поддержки, которыми являются системы накопления (хранения) энергии (СНЭ). Однако существующие СНЭ имеют ограниченные возможности для выполнения всех требований современной энергосистемы предприятия. Таким образом, гибридизация нескольких СНЭ для формирования составного СНЭ является потенциальным решением указанной проблемы.

ландин сергей владимирович

Ведущий инженер АО «ССИ Инжиниринг»

sergey v. landin

Leading engineer of SSI Engineering JSC

Как гибкий источник энергии, накопители энергии имеют множество потенциальных применений для интеграции в сеть генерации возобновляемой энергии, передачи и распределения электроэнергии. В данной статье анализируются перспективы применения гибридных накопителей энергии и обобщается новейший опыт с точки зрения зрелости данных технологии, эффективности, масштаба, срока службы, стоимости и областей применения, принимая во внимание их влияния на всю энергосистему, включая генерацию, передачу, распределение и использование. Проблемы крупномасштабного применения накопителей энергии в энергетических системах представлены с точки зрения технических и экономических соображений. ABSTRACT

The ever-increasing trend of renewable energy sources (RES) in energy systems of various levels has increased uncertainty in their operation and management. The vulnerability of RES to unforeseen changes in meteorological conditions requires additional resources to support, which are energy storage systems (ESS). However, existing ETSs have limited capacity to meet all the requirements of a modern enterprise energy system. Thus, the hybridization of multiple ETSs to form a composite ETS is a potential solution to this problem.

As a flexible energy source, energy storage has many potential applications for integration into renewable energy generation, transmission and distribution networks. This paper analyzes the prospects for hybrid energy storage applications and summarizes the latest experience in terms of the maturity of these technologies, efficiency, scale, lifetime, cost and applications, taking into account their impact on the entire power system, including generation, transmission, distribution and utilization. The challenges of large-scale applications of energy storage in power systems are presented in terms of technical and economic considerations.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА

Возобновляемые источники энергии, системы накопления энергии, гибридные накопители энергии, технологии хранения энергии. KEYWORDS

Renewable energy sources, energy storage systems, hybrid energy storage devices, energy storage technologies.

Введение

Энергетический сектор переживает переходный период и претерпевает значительные структурные изменения, чтобы обеспечить всеобщий доступ к недорогим, надежным, устойчивым и современным источникам энергии. Ключевым моментом является преобразование энергетических систем путем интеграции различных традиционных и возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в широком диапазоне мощностей. Создавая политические, рыночные и нормативные условия, возможно привлечение инвестиций и развитие инноваций с помощью интеллектуальных сетей, эффективных, надежных и устойчивых технологий1. Применение крупномасштабных источников энергии с потенциально интеллектуальными сетями открывает новые возможности эффективного использования энергоресурсов. Данное применение можно найти во всех спектрах энергетических систем, таких как генерация, передача, распределение и сбыт. Эти возможности включают повышение охвата крупномасштабным обеспечением энергоэффективности, повышение энергосбережения, снижение уровня стоимости построения

1 Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру / Доклад «Расширение трансграничного сотрудничества в области энергетики путем внедрения энергии ветра и солнца в энергетические системы стран СНГ для достижения ЦУР 7», 2020. URL: https://unece.org/sites/default/files/2021-01/ RUSUNECE_14.11.20.pdf.

новых энергосистем, повышение качества энергоснабжения и его безопасности, продвижение оптимизации энергосистемы, управление применением и оперативным потреблением электроэнергии.

Разработка и коммерциализация технологий накопления энергии оказывает существенное влияние на энергосистему с точки зрения ее устойчивого развития. В последние годы инженерные, тактические и академические исследования росли быстрыми темпами, что привело к очень многим достижениям. Исследования технологий накопления энергии расширяются от мелкомасштабных до крупномасштабных. В ряде стран (например, Японии и государствах Европейского союза) проводится политика в области применения технологий накопления энергии для увеличения и поддержки промышленного развития2.

Заметными проблемами, с которыми сталкиваются различные объекты при внедрении ВИЭ, являются нестабильность напряжения, несоответствие нагрузки и ее мониторинг, колебания частоты, низкое качество электроэнергии. Решение данных проблем возможно с помощью интеграция систем накопления энергии (СНЭ) с ВИЭ в микросеть. Данная интеграция может обеспечить снижение колебаний мощности, улучшение качества электроэнергии, регулирование частоты и дополнительные вспомогательные услуги. Кроме того, СНЭ играет важную роль в развитии электроэнергетических систем и расширении использования ВИЭ для питания электроэнергией отдаленных потребителей. Работа СНЭ в автономной системе играет жизненно важную роль

2 Пути перехода к устойчивой энергетике. Ускорение энергетического перехода в регионе ЕЭК ООН / СЕРИЯ ПУБЛИКАЦИЙ ЕЭК ООН ПО ЭНЕРГЕТИКЕ № 67, 2020. URL: https://unece. org/fileadmin/DAM/energy/images/PATHWAYS/Home/FINAL_Report_-_Pathways_to_Sustainable_ Energy_-_RUSSIAN.pdf.

154

в управлении кратковременными колебаниями мощности и качеством электроэнергии.

Результаты и обсуждения

К настоящему времени во всем мире реализованы технологии накопления энергии реального или демонстрационного уровня. Разработанные технологии включают: насосное хранение, сжатый воздух, маховик, свинцово-кислотные батареи, литий-ионные батареи, натриево-серные батареи, проточные батареи, суперконденсаторы и сверхпроводящую магнитную энергию. Рисунок иллюстрирует кумулятивное распределение установленных накопителей энергии на мировом энергетическом рынке. В области глобальных демонстрационных проектов по хранению энергии 43% приходится на проекты, использующие возобновляемые источники энергии, подключенные к сети. В последние годы эта доля постепенно сокращается. В рамках данных проектов 58% приходится на серно-натрие-вые батареи, установленная мощность которых составляет 338,9 МВт. Технология применения натриево-серных батарей впервые была освоена компанией NGK. Отечественные исследования в области натрий-серных батарей проводятся в настоящее время, однако прогресс относительно медленный.

В последние годы совокупная установленная мощность накопителей энергии наиболее быстро растет в сфере услуг частотного регулирования, где на накопления энергии приходится до 23%. В Соединенных Штатах самая большая установленная мощность наблюдается на рынке частотного регулирования и коммерческих проектов. Литий-ионные аккумуляторы и накопители энергии на маховиках являют-

ся наиболее широко применяемыми технологиями3, доля общей установленной мощности достигла 78%, и литиевые предприятия, такие как BYD, A123 System, LG Chem, развернули наибольшее количество приложений в этом отношении.

Рис. Совокупное распределение применения СНЭ на мировом энергетическом рынке

Составлено авторами по данным источника4

Система накопления энергии нашла меньше применений в передаче и распределении электроэнергии, чем в областях, упомянутых выше. Однако это по-прежнему важная область применения аккумулирования энергии. Особенно в некоторых странах или регионах, наряду с бурным развитием возобновляемой энергетики, а также слабой энергосистемой

3 Литий-ионные аккумуляторы (мировой рынок), 2020. URL: https://www.tadviser.ru/index.ph p/%D0%A1%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F:%D0%9B%D0%B8%D1%82%D0%B8%D0 %B9-%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B0%D0%BA%D0%BA%D1%83% D0%BC%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B_(%D0%BC%D0%B8%D1%80 %D0%BE%D0%B2%D0%BE%D0%B9_%D1%80%D1%8B%D0%BD%D0%BE%D0%BA).

4 Мировая энергетика-2050. Международный центр устойчивого энергетического развития под эгидой ЮНЕСКО (МЦУЭР), ЗАО «Глобализация и Устойчивое развитие. Институт энергетической стратегии» (ИЭС). URL: http://www.energystrategy.ru/editions/docs/WB_2050_219-end.pdf.

■ Распределенная генерация и микросети

■ Передача и распределение электроэнергии

Возобновляемые источники энергии, подключенные к сети

■ Вспомогательные услуги по регулированию частоты

и стареющим электрооборудованием, накоплению энергии уделяется все больше внимания. В этой области наиболее широко используются натриево-серные батареи и литий-ионные аккумуляторы, доля совокупной установленной мощности которых составляет 81%.

Приложения для хранения энергии в области распределенной генерации и микросетей имеют наименьшую долю — 13%. Литий-ионный аккумулятор и свинцово-кислотный аккумулятор являются основными технологиями хранения энергии в этом приложении, где общая установленная мощность составляет до 77%. Соответствующие проекты демонстрируются в областях островных, промышленных/коммерческих, домашних/общинных, сельских районов и станций зарядки солнечной энергии для электромобилей и т.д., где промышленные и коммерческие приложения для хранения энергии имеют наибольшую долю.

Основываясь на анализе различных характеристик накопителей энергии (НЭ), в табл. 1 представлены подходящие области их применения, эффективность работы, преимущества и недостатки использования.

Стоит отметить, что каждый тип накопления энергии имеет свои собственные преимущества и недостатки, которые ограничивают область их применения. Идеальное применение СНЭ требует высоких показателей потребления/ производства как энергии, так и мощности. Однако накопители энергии ограничены либо их мощностью, либо энергетической емкостью. Таким образом, оптимальной будет система с комбинацией двух или более типов НЭ для формирования гибридной СНЭ. Например, аккумуляторы имеют характеристики низкой удельной мощности, высокой удельной энергии, меньшего срока службы, меньшей емко-

Таблица 1

Области применения, ограничения и особенности различных типов СНЭ1

Тип НЭ Тип использования кпд системы в % Преимущества Недостатки Области применения

Натрий- Коммерческий 68-75 Высокая эффектив- Высокая стоимость Регулирование нагрузки, перераспре-

серныи ность и плотность производства, пере- деление пиковои нагрузки, качество

(ЫаБ) энергии работки и потребности в натрии электроэнергии, крупномасштабное подключение ВИЭ к сети и т.д.

Свинцо- Коммерческий 70-75 Низкая стоимость Низкая плотность Перераспределение пиковой нагрузки,

во-кис- и демонстра- инвестиции энергии транспортировка, связь, обеспечение

лотные ционный резервного энергоснабжения и т.д.

Литий- Коммерческий 80-85 Высокая плотность Высокая стоимость Все аспекты использования

ионный и демонстра- мощности и эффек- лития и необходимость генерации, передачи,

ционный тивность энергии его переработки распределения

Метал- Коммерческий 75-82 Очень высокая Трудности перезарядки, Используются в крупных системах

ловоз- и демонстра- плотность энергии, низкая продолжитель- резервного питания, солнечная

душныи ционный долгий срок службы аккумулятора ность жизни зарядки энергетика, телекоммуникации

Про- Демонстраци- 75-85 Надежны, долговеч- Сложность самой Регулирование пиковой нагрузки,

точная онный ны и ориентированы системы по сравнению перераспределение пиковои на-

окисли- на промышленное с обычными батареями, грузки, качество электроэнергии,

тельно- использование, могут сильная зависимость от крупномасштабное подключение

восста- достичь практически окружающей температу- ВИЭ к сети и т.д.

нови- неограниченной ры, небольшая плотность

тельная мощности, простота перезарядки хранения энергии

1 Составлено авторами на основании источника

158

сти саморазряда и меньшей стоимости/времени. С другой стороны, суперконденсаторы обладают меньшей удельной энергией, большей удельной мощностью, быстрой зарядкой, более длительным сроком службы и высоким саморазрядом. Таким образом, комбинация аккумуляторов и суперконденсаторов позволит использовать взаимодополняющие свойства друг друга. Эта комбинация выгодна благодаря своему гомологичному принципу работы, широкой доступности и низкой начальной стоимости.

Преимущества внедрения гибридной СНЭ заключаются в следующем (табл. 2):

• Минимизация первоначальных затрат по сравнению с единой системой хранения энергии (благодаря разделению мощности и энергии).

• Повышение общей эффективности системы.

• Увеличение емкости хранилища и срока службы установки (сводит к минимуму динамическую нагрузку на вторичную систему хранения и оптимизирует работу).

Технология накопления энергии является прорывом в одновременном «генерировании» и «использовании» электроэнергии, что является особенностью традиционной технологии электроэнергетики, и подходит для различных областей применения, включая интеграцию в сети возобновляемых источников энергии, передачу и распределение электроэнергии, распределенную генерацию, микросети и частотное регулирование и т.д.5 В качестве гибкого источника энергии накопление энергии может быть широко реализовано и применено в производстве, передаче, рас-

5 Рынок систем накопления электроэнергии в России: потенциал развития. Экспертно-ана-литический доклад. Москва, 2018. URL: https://wwwxsr.m/upload/iblod</d1Vd1165e0f8aa6d890 9cf45408b0f188d2.pdf.

Таблица 2

Преимущества применения гибридных СНЭ для различных типов потребителей

В сетевом комплексе В промышленности

Компенсация пиков (peak shaving). Первичный и вторичный резерв энергосистемы. Регулирование частоты Резервное энергоснабжение. Ценовой арбитраж (peak - off-peak). Снижение платежей за мощность. Повышение категорийности энергоснабжения. Повышение пиковой потребляемой мощности

В изолированных системах В частных хозяйствах

Обеспечение статической и динамической устойчивости. Балансирование генерации и потребления. Управление реактивной мощностью Резервное энергоснабжение. Буферизация генерации ВИЭ. Ценовой арбитраж

пределении и использовании электроэнергии. Сценарий применения накопителя энергии можно разделить на пять описанных ниже типов.

Производство возобновляемой энергии

Из-за изменчивых и непостоянных характеристик ветровой и солнечной энергетики проблемы, связанные с интеграцией возобновляемых источников энергии и управлением стабильностью энергосистемы, становятся все более и более заметными. Между тем серьезные последствия, вызванные авариями в крупных энергосистемах, подчеркивают острую потребность в высокоэффективных крупномасштабных технологиях хранения энергии. Следовательно, за счет приме-

нения накопления энергии можно накапливать избыточную энергию ветра и солнца, а электросеть, в свою очередь, способна обеспечивать более стабильную выходную мощность, что обеспечивает быструю поддержку активной мощности, расширяет возможности регулирования частоты сети, и приводит к крупномасштабной ветровой и солнечной генерации, подключенной к сети, стабильной и надежной.

Передача и распределение

При активном развитии ветровой и солнечной энергетики трудно реализовать полное освоение возобновляемых источников энергии из-за нехватки гибких ресурсов и «коридора» передачи. Между тем с увеличением проникновения ветровой и солнечной энергии в энергосистему прерывистость и колебания неизбежно вызовут нестабильность, высокую неопределенность и сложность производства возобновляемой энергии и потребуют более гибких ресурсов для регулирования частоты и отслеживания нагрузки. Кроме того, генерация возобновляемой энергии не имеет возможности стабилизировать возмущение энергосистемы. Интеграция производства возобновляемой энергии, безусловно, повлияет на надежность и стабильность работы энергосистемы, в связи с чем потребуется внедрение накопителей энергии в сети передачи и распределения энергии.

Распределенная генерация и микросети

Чтобы поддерживать стабильное напряжение и частоту микросети в различных режимах работы, микросеть приняла разумную распределенную генерацию и конфигурацию накопления энергии, чтобы реализовать преобразование в различных режимах работы. Во время входа и выхода рас-

пределенной энергии мощность выходит из равновесия за короткое время, устройство накопления энергии может применяться для реализации быстрого управления зарядкой/разрядкой, а активная мощность может плавно и мгновенно контролироваться, чтобы гарантировать стабильность напряжения значительной нагрузки. При использовании накопителей энергии динамическое равновесие системы может поддерживаться за счет регулировки накопления энергии.

Централизованный крупный конечный пользователь сети требует большой нагрузки. Чтобы снизить затраты на электроэнергию, энергия может храниться в период падения потребления и использоваться для производства и эксплуатации в пиковый период, что может снизить инвестиции в оборудование для электроснабжения и повысить эффективность использования энергии.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для бытовых потребителей технология накопления энергии может применяться в качестве системы аварийного управления электроснабжением. СНЭ может регулировать выходную мощность в соответствии с солнечной генерацией, когда цена на электроэнергию относительно высока или нагрузка достигает пика, чтобы гарантировать аварийное электроснабжение и снизить нагрузку в пиковый период, а также обеспечить стабильное электроснабжение.

Проблемы применения накопителей энергии

Технология накопления энергии имеет многообещающие перспективы применения в интеграции сетей производства возобновляемой энергии, распределенной генерации, ми-кросетях6, передаче и распределении, интеллектуальных се-

6 Усачева И.В., Пономарева Л.В., Антоненко В.В. Микросети для локального энергоснабжения децентрализованных потребителей: обзор международного опыта / Научные труды Вольного экономического общества России. 2021. Т. 229. № 3. С. 167-184.

тях и вспомогательных услугах. Однако широкомасштабное применение технологии накопления энергии по-прежнему сталкивается с трудностями как в техническом, так и в экономическом аспекте.

Технологические проблемы

Прежде всего, разработка технологии хранения энергии требует инноваций и прорыва в емкости, долговечности, низкой стоимости и высокой безопасности для электрохимического хранения энергии. Кроме того, требуется технология физического хранения с высокой эффективностью и низкой стоимостью. Во-вторых, исследования должны быть сосредоточены на моделировании накопления энергии и оптимизации работы в нескольких приложениях, которые могут поддерживать применение технологии накопления энергии с теоретической точки зрения, а также на разработке демонстрационных проектов и всесторонней оценке для содействия индустриализации и коммерциализации накопления энергии. В то же время необходимо установить полную и строгую профессиональную сплоченность, разумную классификацию, прозрачность, открытость и стандарты хранения энергии,

Экономические вызовы

В настоящее время отрасль хранения энергии по-прежнему сталкивается с проблемами отсутствия государственной поддержки, высокой стоимостью, неясной прикладной ценностью, нездоровым рыночным механизмом и другими проблемами. В будущем следует рассмотреть два аспекта: с одной стороны, необходимо предложить решения для систем накопления энергии с участием потребителей электроэнергии, электротехнических предприятий, исследователей,

экономических организаций и общественных организаций, а с другой стороны, предприятия, внедряющие СНЭ, следует поощрять с помощью рыночных механизмов и политики субсидирования. Необходимо поощрять многочисленные исследования и применения накопителей энергии, создавая модель устойчивого развития и обеспечивая коммерческую эксплуатацию накопителей энергии.

Перспективы развития технологий хранения энергии

VLPGO (двенадцать крупнейших операторов электросетей) занимается исследованием развития возобновляемых источников энергии и планирования хранения энергии в разных странах7. С учетом тенденций быстрого расширения энергосистемы и крупномасштабного развития возобновляемых источников энергии каждая страна приступила к планированию сети на следующие 10-20 лет с учетом накопления энергии, а также оцениваются различные типы технологий накопления энергии и проводится множество демонстраций инновационных проектов.

Исследовательский институт электроэнергетики (EPRI)8 классифицировал и выделил четырнадцать категорий приложений для технологий накопления энергии в энергосистемах. Накопление энергии оказывает значительное влияние на крупномасштабную интеграцию возобновляемых источников энергии, перераспределение нагрузки, отсрочку строительства энергосистемы и повышение безопасности энергосистемы. В то же время это также создаст прекрасную возможность для развития систем хранения энергии. Исходя

7 Системные операторы крупнейших энергосистем: будущее мировой энергетики уже сегодня. Журнал «ЭнергоРынок» № 9. 2012 .URL: http://e-m.ru/er/2012-09/30758/.

8 EPRI. Electricity energy storage technology option-A white paper primer on application, costs, and benefits. 2010. URL: https://www.epri.com/research/products/1022261.

164

из гипотезы Вури9, стоимость глобального хранилища энергии в будущем будет увеличиваться на 26% ежегодно. Но даже если у хранилища энергии много перспективных рынков, высокая стоимость, недостаточная политика субсидирования, неопределенный механизм ценообразования и бизнес-модель по-прежнему являются ключевыми проблемами.

С точки зрения применения, при содействии правительства, развитие интернета энергии будет способствовать широкому применению накопителей энергии и будет сопровождаться быстрым ростом установленной мощности. На фоне постоянного продвижения и применения электромобилей он будет играть более важную роль в архитектуре интернета энергии, поскольку его можно рассматривать как мобильное модульное устройство для хранения энергии. Хотя индустрия хранения энергии все еще сталкивается с такими проблемами, как отсутствие государственной поддержки, нечеткие технические спецификации, небольшие масштабы, высокая стоимость и т.д., быстрое развитие будущей отрасли хранения энергии является предрешенным его возможности в повышении уровня проникновения возобновляемых источников энергии и повышении эффективности использования электроэнергии.

Эаключение

Результат показывает, что накопление энергии широко применяется в энергосистемах, связанных с производством возобновляемой энергии. Он также показывает явную коммерческую выгоду и перспективы в области снижения пиковых нагрузок и регулирования частоты энергосистем

9 Woori Investment and Securities. Industry Analysis Rechargeable Battery Industry. [S. l.], 2011. URL: https://www.reuters.com/article/markets-korea-stocks-idUSTOE70501R20110106.

и т.д. Применение накопления энергии в распределенной генерации и микросетях также продолжает расти, и оно продемонстрировало большой прогресс в области передачи и распределения электроэнергии. Технология накопления энергии будет играть важную роль на каждом этапе, обеспечивая безопасную, стабильную, экономичную работу энергосистем, и имеет широкую перспективу применения. Развитие и расширение технологии накопления энергии зависит не только от улучшения характеристик хранения, оперативного контроля и стратегии управления, но также требует снижения затрат и поддержки со стороны долгосрочного, позитивного стабильного рынка и политики, чтобы направлять и поддерживать устойчивое развитие отрасли накопления энергии.

Примечание

Исследование поддержано грантом Президента РФ № МК2776.2022.1.6- (Соглашение № 597-2022-15-075 от 06.05.2022 г.).

Note

The study was supported by the grant from the President of the Russian Federation No. МК-2776.2022.1. 6. (Agreement No. 075-15-2022-597 dated 06.05.2022).

Библиографический список / References:

1. EPRI. Electricity energy storage technology option-A white paper primer on application, costs, and benefits. 2010. URL: https://www. epri.com/research/products/1022261.

2. Woori Investment and Securities. Industry Analysis Rechargeable Battery Industry. [S. l.], 2011. URL: https://www.reuters.com/article/ markets-korea-stocks-idUST0E70501R20110106.

3. ИнЭнерджи. Области применения. URL: https://inenergy.ru/sne.

4. Литий-ионные аккумуляторы (мировой рынок), 2020. URL: https:// www.tadviser.ru).

5. Мировая энергетика-2050. Международный центр устойчивого энергетического развития под эгидой ЮНЕСКО (МЦУЭР), ЗАО «Глобализация и Устойчивое развитие. Институт энергетической стратегии» (ИЭС). URL: http://www.energystrategy.ru/editions/ docs/WB_2050_219-end.pdf.

6. Пути перехода к устойчивой энергетике. Ускорение энергетического перехода в регионе ЕЭК ООН / Серия публикаций ЕЭК ООН по энергетике № 67, 2020. URL: https://unece.org/ fileadmin/DAM/energy/images/PATHWAYS/Home/FINAL_Report_-_ Pathways_to_Sustainable_Energy_-_RUSSIAN.pdf.

7. Рынок систем накопления электроэнергии в России: потенциал развития. Экспертно-аналитический доклад. Москва, 2018. URL: https://www.csr.ru/upload/iblock/d11/d1165e0f8aa6d8909cf454 08b0f188d2.pdf.

8. Системные операторы крупнейших энергосистем: будущее мировой энергетики уже сегодня. Журнал «ЭнергоРынок» №9. 2012. URL: http://e-m.ru/er/2012-09/30758/.

9. Усачева И.В., Пономарева Л.В., Антоненко В.В. Микросети для локального энергоснабжения децентрализованных потребителей: обзор международного опыта / Научные труды Вольного экономического общества России. 2021. Т. 229. № 3. С. 167-184.

10. Широкомасштабное развитие возобновляемых источников энергии и его влияние на рынок электроэнергии и сетевую инфраструктуру / Доклад «Расширение трансграничного сотрудничества в области энергетики путем внедрения энергии ветра и солнца в энергетические системы стран СНГ для достижения ЦУР 7», 2020. URL: https://unece.org/sites/default/files/2021-01/ RUSUNECE_14.11.20.pdf.

Контактная информация / Contact information

ФГАОУ ВО «Волгоградский государственный университет»

400062, г. Волгоград, пр-т Университетский, 100.

Volgograd State University, 100, University Ave., Volgograd, 400062, Russia.

Усачева Ирина Витальевна / Irina V. Usacheva

zeppelin89@volsu.ru

Гладкая Елена Андреевна / Elena A.Gladkaya ras-umo@mail.ru

Ландин Сергей Владимирович / Sergey V. Landin landin1975@mail.ru

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.