مع زيادة تغلغل توليد الطاقة المتجددة، أصبح تطوير تخزين الطاقة لفترة طويلة اتجاها، وتشمل الطرق التقنية لتخزين الطاقة على نطاق واسع لفترة طويلة بشكل أساسي التخزين بالضخ، والتخزين الحراري للملح المنصهر، وتخزين التيار السائل. وتخزين الهواء المضغوط وتخزين الهيدروجين في خمس فئات. في هذه المرحلة، يعد تطبيق التخزين بالضخ هو الأكثر نضجًا، ولكن مزايا تخزين طاقة الهواء المضغوط واسعة النطاق، وكفاءة عالية، وتكلفة منخفضة، وحماية البيئة ونظيفة، ويمكن التخلص من القيود الجغرافية، ومن المتوقع أن تصبح مكملة لتخزين الضخ.
ينتمي تخزين طاقة الهواء المضغوط إلى تخزين الطاقة لفترة طويلة، ويمكن تحقيقه لفترة طويلة تزيد عن 4 ساعات أو أيام، وأشهر من دورة الشحن والتفريغ لنظام تخزين الطاقة، في تنظيم تقلبات توليد الطاقة الجديدة في دور المزايا المتميزة.
وفقا لمقدمة XuYuJie للمعهد الصيني للعلوم للهندسة والفيزياء الحرارية وتخزين الطاقة، مدير مركز البحث والتطوير XuYuJie، في المستقبل، نظام الطاقة في بلدنا هو نوع جديد من الطاقة الجديدة كنظام الطاقة الرئيسي، وطاقة الرياح، وتوليد الطاقة الكهروضوئية و غيرها من توليد الطاقة المتجددة مع التقلب والمتقطع، إذا كان الوصول على نطاق واسع إلى شبكة الكهرباء، فإنه سوف يسبب مخاطر أمنية. في هذا الوقت، هناك حاجة إلى نظام تخزين الطاقة كموارد تنظيمية مرنة لتنظيم نظام الطاقة. يعد تخزين طاقة الهواء المضغوط أحد المعالم البارزة.
"إن تكنولوجيا تخزين طاقة الهواء المضغوط ليست جديدة، فقد تم تطبيق تكنولوجيا تخزين طاقة الهواء المضغوط التقليدية في ألمانيا والولايات المتحدة لسنوات عديدة، ولكن تكنولوجيا تخزين طاقة الهواء المضغوط التقليدية تعتمد على الوقود الأحفوري، والحاجة إلى كهوف طبيعية كبيرة، كفاءة تخزين الطاقة منخفضة ومشكلات أخرى، والترويج على نطاق واسع يكون دائمًا محدودًا. وقال شو يوجي إن نظام تخزين طاقة الهواء المضغوط المتقدم في الصين يعيد تدوير الحرارة المضغوطة، ولم يعد يستخدم الوقود الأحفوري، ويمكن استخدامه في مجموعة متنوعة من الأشكال مثل أجهزة التخزين فوق الأرض والغرف الاصطناعية والكهوف الطبيعية تحت الأرض لبناء غرف التخزين. بالإضافة إلى ذلك، يعمل النظام على تحسين كفاءة تخزين الطاقة بشكل كبير.
حاليًا، باستخدام تكنولوجيا تخزين طاقة الهواء المضغوط المتقدمة بقدرة 100 ميجاوات، قامت الصين ببناء أول محطة طاقة دولية تجريبية لتخزين طاقة الهواء المضغوط بقدرة 100 ميجاوات، وتم توصيلها بنجاح بالشبكة لتوليد الكهرباء. تقع محطة الطاقة في مقاطعة Zhangbei، مقاطعة Hebei، وقد تم بناء وتشغيل المشروع في العالم، وهو أكبر وأفضل أداء لمحطة توليد الطاقة الجديدة لتخزين الطاقة بالهواء المضغوط. ويمكنه توليد ما يصل إلى 132 مليون كيلووات ساعة من الكهرباء سنويًا، مما يوفر حماية قصوى للطاقة لحوالي 50000 مستخدم. وفي الوقت نفسه، يمكنه توفير 42 ألف طن من الفحم القياسي وخفض 109 آلاف طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويًا.
ما هي مزايا تخزين طاقة الغاز المضغوط مقارنة بأنواع تخزين الطاقة الجديدة الأخرى؟ بشكل عام، يمكن تلخيصها بأنها آمنة وطويلة العمر وقوة انفجارية قوية. أولاً، تخزين طاقة الغاز المضغوط آمن للغاية. خذ مشروع تخزين طاقة ثاني أكسيد الكربون المسال كمثال، لأن تسييل ثاني أكسيد الكربون سهل للغاية، وبالتالي فإن تخزينه يحتاج فقط إلى بضعة ميغا باسكال من الضغط، فلا داعي للقلق بشأن تخزين الغاز عالي الضغط الناتج عن الخطر الخفي ، في نفس الوقت ثاني أكسيد الكربون غير سام وغير قابل للاشتعال والانفجار، وسلامة نفسه جيدة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لأن جميعها عبارة عن أجهزة ميكانيكية، فإن عمر أنظمة تخزين طاقة الهواء المضغوط يمكن أن يصل إلى 30-50 عامًا في ظل الصيانة العادية. "إن تخزين طاقة الهواء المضغوط هو عملية فيزيائية تعتمد على التدوير الحراري، والتي تتمتع بمزايا طبيعية من حيث السلامة وتدهور الأداء، وتعتبر واحدة من تقنيات تخزين الطاقة الواعدة على نطاق واسع." وبناء على هذه المزايا، قال تشن هاي شنغ، الباحث في معهد الفيزياء الحرارية الهندسية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم، إن تطبيق تكنولوجيا تخزين طاقة الهواء المضغوط له أهمية استراتيجية كبيرة وطلب كبير في السوق لتحقيق الثنائية المزدوجة للبلاد. -الأهداف الاستراتيجية للكربون وتحسين البيئة الطبيعية.
ومن الجدير بالذكر أن انفجار الطاقة لتخزين طاقة الهواء المضغوط قوي نسبيًا. يمكن أن يعمل هذا مباشرة في بعض التطبيقات الخاصة. في حالة محركات الديزل المستخدمة في السفن الكبيرة، على سبيل المثال، يتم تخزين الهواء المضغوط عادة في خزان الضغط ويعمل مباشرة على المكبس من خلال صمام بدء خاص لتشغيل العمود المرفقي قبل بدء حقن الوقود. هذا الترتيب أكثر إحكاما وأرخص من محرك بدء التشغيل الكهربائي من نفس الحجم، ويمكن أن يوفر دفعات الطاقة العالية للغاية اللازمة دون وضع أحمال زائدة على مولد السفينة ونظام التوزيع.
بالنسبة لأنظمة تخزين طاقة الهواء المضغوط، تعمل الصين على تعزيز العروض والتطبيقات واسعة النطاق، وتجميع الخبرة في التصميم الهندسي والبناء، وتطوير سلسلة صناعية كاملة وناضجة لزيادة تسريع بنائها وتطبيقها.
وقت النشر: 14 سبتمبر 2023
