00:00
Два года назад я назвал претензии по хранению электроэнергии в сжатом газе в основном горячим воздухом. С тех пор этот сектор представил именно те доказательства, которые должны заставить переоценить ситуацию, а не повторить старый аргумент. Китай ввел в эксплуатацию демонстрационную установку сжатого воздуха в Хуайане мощностью 600 МВт / 2,4 ГВтч, Hydrostor продвинул свой проект Willow Rock мощностью 500 МВт / 4 ГВтч через сертификацию в Калифорнии, Highview Power запустила в строительство свою установку на жидком воздухе мощностью 50 МВт / 300 МВтч, а Energy Dome представила первую в своем роде CO? батарею мощностью 20 МВт / 200 МВтч на Сардинии. Это значительно серьезнее, чем лабораторные установки и диаграммы PowerPoint, но горстка демонстрационных установок и первых в своем роде заводов не является отраслевым масштабом.
Создание одной огромной машины на удивление мало доказывает, стоит ли кому-либо строить следующую сотню. Китай также построил гигантскую машину гравитационного хранения Energy Vault в Рудонге. Физическое существование не спасло эту архитектуру от ее капитальных затрат, занимаемой площади, механической сложности и эксплуатационной нагрузки. Хуайань заслуживает такой же аналитической дисциплины. Это демонстрирует, что Китай может построить огромную современную установку CAES и получить от нее инженерный опыт. Это не доказывает, что CAES - это архитектура хранения данных, которую операторы сетей должны предпочитать, когда доступны батареи или гидроэлектростанции.
Физика продолжает создавать машины. Сжатие газа создает тепло, поэтому для эффективной CAES необходимы тепловые накопители, теплообменники, трубопроводы и средства управления, чтобы улавливать эту энергию и возвращать ее перед расширением. Жидкостно-воздушное хранилище справляется с огромными объемами газообразного воздуха, охлаждая его в результате действительно криогенного фазового перехода, а затем добавляет изолированные резервуары, рекуперацию тепла, рекуперацию холода, компрессоры и детандеры для восстановления по мере необходимости.большую часть входной электроэнергии, насколько это практически возможно. Energy Dome сделала наиболее разумный термодинамический выбор в этом семействе, перейдя на CO?, поскольку углекислый газ можно конденсировать при гораздо более управляемых промышленных температурах и давлениях. Это настоящее улучшение. Он по-прежнему остается на технологическом заводе, который должен сжимать, охлаждать, конденсировать, хранить, разогревать, расширять и удерживать рабочую жидкость.
Полная переоценка в TFIE Strategy Briefing восходит к термодинамике, новым китайским установкам CAES, Hydrostor, хранилищам жидкого воздуха, архитектуре CO? Energy Dome, заявлениям жизненного цикла и разнице между обычным первым в своем роде усовершенствованием и подлинным производственным опытом. кривая.
Вся эта техника имела бы меньшее значение, если бы конечный цикл хранения был необычайно хорошим. Это не так. Насосная гидроэнергетика также требует серьезного гражданского строительства, но зрелые системы начинают с КПД около 80%, сохраняя при этом энергию за счет подъема жидкой воды. Батареи также имеют значительные балансовые затраты, но элементы, модули, инверторы и средства управления появляются из производственных систем, способных к чрезвычайному повторению. МЭА сообщает, что средние мировые цены на BESS в 2025 году упали до одной трети от уровня 2020 года. Хранилища сжатого газа находятся между этими базовыми классами, неся большую часть технологического и гражданского строительства инфраструктуры без зрелой эффективности гидроэлектростанций или механизма производства аккумуляторов.
Гидростор является особенно ярким примером того, почему умное проектирование - это не то же самое, что убедительная экономика. Обычные CAES предпочитают благоприятную подземную геологию, например, соляные пещеры. Hydrostor расширяет возможности размещения, выкапывая специально построенную пещеру в твердой породе и используя воду дляподдерживать гидростатическое давление при изменении объема воздуха. Калифорнийская энергетическая комиссия описывает Willow Rock как объект чистой мощностью 500 МВт, полезной мощностью 4000 МВтч с четырьмя компрессорными и турбинными установками, общими теплоаккумулирующими резервуарами, выкопанной пещерой и 19-мильной линией электропередачи. Согласно оценке персонала, эффективность обратного пути составляет около 60%. Это чрезвычайный объем инфраструктуры, позволяющий вернуть около трех пятых электроэнергии, использованной для ее зарядки.
Могут быть определенные места, где плохая география гидронасосов и острая потребность в восьмичасовой мощности делают эту сделку выгодной. Различные ограничения по выбору места могут иметь значение. Но решение проблемы зависимости от соляных пещер путем раскопок специально изготовленной пещеры в твердой породе не превращает хранилище сжатого воздуха в промышленное изделие. Механизм, используемый для расширения географии, перемещает еще больше капитала в раскопки, геотехнические работы, доступ к подземным водам, управление водными ресурсами и строительство конкретных проектов.
Хранение жидкого воздуха не избегает той же проблемы. В моем предыдущем докладе было недооценено, насколько современные конструкции могут восстановиться за счет сложного хранения тепла и холода, и это стоило исправить. Но критический обзор жидкостно-воздушных систем хранения энергии, проведенный в 2025 году, по-прежнему оценивает КПД автономных систем в обе стороны примерно на уровне 50-60% и определяет ограниченные экономические выгоды, в то время как гибридные системы существенно улучшаются, когда они могут использовать внешнее тепло или холод. Другой систематический обзор 2025 года определяет низкую эффективность, низкие экономические показатели, техническую сложность и ограниченное инженерное развертывание как постоянные препятствия.
То, что внешнее тепло или холод могут сделать проект совершенно рациональным. регазификация, например, может использовать холод, который в противном случаеимеют небольшую ценность. Промышленное отходящее тепло может повысить эффективность расширения. Но в этот момент экономика хранения зависит от конкретного соседнего промышленного процесса, графика его работы, температуры потока энергии и его контрфактической ценности. Это может привести к созданию хороших проектов без создания широко воспроизводимой технологии хранения.
Energy Dome заслуживает большей похвалы за выбор CO?, поскольку он удаляет значительную часть криогенной нагрузки жидкого воздуха. Но самые сильные претензии компании по-прежнему намного опережают историю ее деятельности. Energy Dome заявляет о чистом КПД более 70%, сроке службы более 30 лет и отсутствии ухудшения емкости или производительности. Заявление об эффективности достаточно правдоподобно, чтобы его можно было проверить. Заявление о тридцатилетнем жизненном цикле завода - это совсем другое, потому что ни одна установка коммерческого масштаба не существовала удаленно достаточно долго, чтобы это продемонстрировать.
Рабочая жидкость, возможно, не разлагается химически, как электрод батареи, но установка, окружающая ее, содержит компрессоры, турбины, насосы, клапаны, подшипники, уплотнения, теплообменники, системы хранения тепла и огромный гибкий газгольдер. Молекулы CO?, живущие бесконечно, не приносят бессмертия оборудованию, в котором они находятся и перемещаются. Разумная экономическая модель должна включать проверки, техническое обслуживание, мембранные работы, капитальный ремонт и возможную замену, а не рассматривать «отсутствие деградации» как наблюдаемое свойство завода, который никогда не работал в течение почти тридцати лет.
Доказательства финансирования заслуживают такого же скептицизма. Европейский инвестиционный банк, наряду со стратегическим и государственным капиталом, явно поддерживает проект Energy Dome на Сардинии как первый в своем роде проект развития коммунальных технологий. То естьименно то, что должно делать финансирование инноваций: платить за то, чтобы узнать, работает ли незнакомое оборудование в полезном масштабе. Он не устанавливает, что зрелые проекты уже являются коммерчески конкурентоспособными на несубсидируемых условиях.
Обычный ответ на эти цифры - это кривая обучения. Ранние проекты стоят дорого, потому что они уникальны; более поздние проекты устраняют инженерные ошибки, непредвиденные обстоятельства, разногласия в закупках и незрелые цепочки поставок. Это все заслуживает доверия, и повторные проекты должны стать дешевле. Но от первого в своем роде улучшения до n-ного в своем роде не происходит автоматически кривая производственного опыта.
Снижение затрат на BESS в значительной степени обусловлено производством элементов, модулей и силовой электроники в огромных объемах как для транспортировки, так и для стационарного хранения. Заводы по производству сжатого газа по-прежнему требуют подготовки площадки, фундаментов, сосудов под давлением, теплоаккумуляторов, трубопроводов, теплообменников, межсетевого соединения и ввода в эксплуатацию на местах, в то время как CAES и Hydrostor добавляют значительные подземные работы. Раскопки не становятся продуктом гигафабрики, потому что еще одна пещера была введена в эксплуатацию где-то еще.
Вот почему прогнозируемые будущие затраты нуждаются в механизмах, а не в нисходящих линиях. Какая часть установленного капитала действительно может мигрировать в воспроизводимое крупносерийное производство? Какая часть остается обычным проектированием, закупками, строительством и строительными работами? Какая часть снижения стоимости первых нескольких проектов происходит за счет устранения первых в своем роде непредвиденных обстоятельств, и какая часть может продолжаться после того, как этот легко висящий плод исчезнет? Эти вопросы становятся сложнее, а не проще, когда стоимость аккумуляторов падает в те же годы, которые требуются проектам по сжатому газу для разработки, получения разрешений, финансирования, раскопок, строительства иввод в эксплуатацию.
Ничто из этого не означает, что хранилища сжатого воздуха, жидкого воздуха или CO? никогда не найдут полезного применения. Требования к сети различаются в зависимости от географии, продолжительности, цен на электроэнергию, сетевых ограничений, геологии и доступных площадок. Второстепенная в глобальном масштабе технология все еще может быть разумным ответом в определенном месте. Новые демонстраторы полезны именно потому, что они создают доказательства, которые не могут дать симуляции, колоды поставщиков и небольшие пилотные проекты.
Но масштаб - это рыночный результат, а не физические размеры демонстратора. Технология начинает демонстрировать масштаб, когда клиенты неоднократно выбирают второй, десятый и сотый проекты, потому что они превосходят другие способы покупки той же услуги. Данные о хранении электроэнергии на сжатом газе по-прежнему далеки от этого стандарта.
За последние два года были созданы более крупные машины и появились причины пересмотреть некоторые части моей оценки на 2024 год. Они не предоставили убедительных доказательств широко распространенной конкурентной репликации против насосных гидроэлектростанций или батарей. Газ по-прежнему в изобилии и стоит недорого. Компрессоры, теплоаккумуляторы, сосуды под давлением, холодильные системы, каверны, фундаменты, турбины, трубопроводы и пуско-наладочные работы вокруг них остаются заводом. И этому заводу еще предстоит превзойти альтернативы. Хранилища сжатого газа остаются в стороне.
Полную оценку читайте в TFIE Strategy Briefing.
