company_banner

Емко и холодно: в Великобритании построят крупнейшую в мире криобатарею


    Вскоре в Европе заработает самая крупная аккумуляторная система хранения энергии на базе криотехнологий. Стартап из UK Highview Power начал в Манчестере работы по строительству комплекса CRYOBattery мощностью 50 МВт и емкостью 250 МВт*ч. Проект CRYOBattery реализуется Highview Power вместе с компанией Carlton Power.

    Как это работает? Захватив атмосферный воздух, система CRYOBattery сожмет его при сверхнизких температурах (-196 °C), что превратит воздух в жидкость. Ее будут хранить в баках с теплоизоляцией и низким давлением. Нагревание вернет воздух в газообразное состояние. Газ приведет в действие турбины генераторов, которые будут вырабатывать электричество.

    Фото: highviewpower.com

    Цель проекта — помочь Великобритании интегрировать возобновляемые источники энергии в общую энергетическую инфраструктуру, стабилизировать режим работы региональной сети. Это обеспечит стабильные поставки энергии регионам. Кроме того, система поможет нивелировать негативное влияние блэкаутов и других сбоев в сети.

    Один из плюсов проекта — относительно небольшая занимаемая площадь и возможность достаточно быстро масштабироваться в случае необходимости. Если пилот покажет себя хорошо, в будущем запланировано возведение пяти подобных заводов на территории страны. По заявлению президента Highview Power Хавьера Кавада (Javier Cavada), на сегодняшний день это первый и единственный в своем роде проект в Европе полностью готовый к работе со сверхнизкими температурами для запасания энергии.

    Министерство бизнеса, энергетики и промышленной стратегии Великобритании выделило грант на проект в размере £10 млн. Сумма будет использована для строительства самой системы, а также для создания центра для посетителей. Открытие этого информационного центра запланировано на первый квартал 2021 года. Посетители смогут увидеть, как идет процесс строительства объекта и совершить виртуальные туры по комплексу.

    Фото: highviewpower.com

    На территории UK Highview Power уже возведены две демонстрационных тестовых установки мощностью несколько МВт. Предполагается, что CRYOBattery будет запущена в 2023 году. Расчетной мощности хватит для обслуживания 50 тыс.домов в течение пяти часов.

    Впервые о строительстве нового комплекса на месте безымянной выведенной из эксплуатации ТЭЦ на севере страны заявлено в 2019 году. Тогда Хавьер Кавада сообщил, что для строительства будет использована имеющаяся электрическая инфраструктура и задействованы существующие сетевые подключения. Строить новые линии электропередач для объекта не потребуется, что позволяет существенно снизить стоимость проекта.

    Selectel
    ИТ-инфраструктура для бизнеса

    Комментарии 31

      +2

      Ещё бы знать КПД.

        +2
        CRYOBattery на 50 МВт и мощностью 250 МВт/ч

        Вообще-то мощность измеряется в ваттах. Т.е. следует написать: «CRYOBattery на 250 МВт/ч и мощностью 50 МВт». Думал написать в личку, чтобы не флудить в комменты из-за такой ерунды, но не смог разгадать капчу.
          +4
          Дополню: правильно писать МВт*ч, т. к. энергия = мощность * время.
          P. S. Мозолит также глаза, когда пишут 24/7, будто это 24 часа в неделю.
            0
            Спасибо, поправили.
            0
            можно выделить текст и нажать Ctrl+Enter
              0

              250МВт⋅ч — ёмкость. Тут сразу две ошибки, дробь вместо умножения, и неверный термин.
              50МВт — это мощность.
              То есть правильной будет такая формулировка:
              CRYOBattery мощностью 50 МВт и ёмкостью 250 МВт⋅ч.

                0
                Переводчику понимать переводимое не требуется (как думают переводчики), а в оригинале всё в порядке с этим:
                a 50 MW liquid air energy storage facility (with a minimum of 250MWh)
                Они там подразумевают, что по единицам измерения всякий поймёт, где мощность, а где энергия. Оказалось, не всякий :-D
                +1
                Когда заходит речь о системах хранения энергии с фазовым переходом вещества или сжатием газов, в моей голове всплывает волшебное слово «КПД».
                И про КПД этой системы в статье чёт не упоминается.
                Но потом я понял главную фишечку этой системы… Именно в низкотемпературности.
                Тепло, которое выделяется при охлаждении и сжатии газа, можно просто выделить в атмосферу. А потом из атмосферы и забрать! Потому что даже атмосферной температуры +20 вполне хватит, чтобы нагреть газ, достаточно его выпустить из ёмкости с утеплителем. Если нужна скорость — можно прогнать через радиаторы, через которые будет дуть атмосферный воздух.
                Так что все безвозвратные энергозатраты системы — это на поддержание низкой температуры.
                Явное преимущество перед системами с обычным сжатием газов (там засада в том, чтобы удержать тепло в больших объёмах. Или смириться с тепловыми потерями сжатого газа в пещерах и прочем) и высокотемпературными системами, заточенными в основном на то, чтобы нагреть вещество, а потом вещество нагревает воду и превращает в пар — тут уже потери на фазовый переход воды в пар, главная и вечная проблема низкого КПД паровых турбин.
                  +1
                  Как я понимаю, энергозатраты будут 1) на нагнетание и охлаждение воздуха, и 2) на хранение в термосе. И если п. 2 нужно сводить к 0, то с п.1 не всё ясно… Бинго, нашёл статью на «ПМ». КПД установки — 83%, потери воздуха в термосе — менее 0.5% в сутки. По-моему, очень даже неплохо.
                    +1
                    Там написано что КПД 50%, достигает 70% при использовании отработанного пара (110−115°C) от ТЭЦ для нагрева. 83% это комбинированный КПД той самой ТЭЦ, которая кстати работает на древесных отходах.

                    КПД 50% это очень неплохо, сама турбина обычно ~50-60%. Из схемы видно что холодый воздух рекупируется.
                    image
                      0
                      Да, верное уточнение. Они достигли 83% за счёт симбиоза криоустановки с ТЭЦ. Ещё я заметил упоминание, что криоустановки можно ставить на предприятиях, где требуется холод, и вырабатывать холод для производственного процесса, и электричество по мере надобности. Тоже будет экономия за счёт отключения обычных холодильников.
                      0

                      А у гравитационных какой КПД? Которые вагоны по рельсам катают

                        0
                        КПД гравитационных башен обещали в 2018 году до 80-90%. Не знаю, что у них там в итоге вышло. КПД современных ГАЭС — 70-75%.
                          +1
                          У гравитационных проблема в очень низкой ёмкости на кубометр объёма или квадратный метр площади. Да, у них огромное количество циклов, доступные материалы, отличный КПД, но сверхнизкая ёмкость на килограмм аккумулирующей установки сводит на нет популярность гравитационных накопителей.
                          Простейшая формула — 1 килограмм, поднятый на 100 метров, даёт потенциальной энергии mgh=1х10х100=1000 Джоулей = 0,28 Вт*ч. К этому надо добавить вес оборудования, здания, занимаемую площадь. У химических аккумов ёмкость в районе 50-250 Вт*ч на килограмм аккумулятора.
                        +1
                        Потому что даже атмосферной температуры +20 вполне хватит,
                        и отбирать при этом больше 50МВт у атмосферы? Ну-ну…
                        +3
                        Роман «Продавец воздуха» Александра Беляева.
                          0

                          Любопытно, что дороже, жидкий азот в количестве необходимом для генерации одного мегаватт часа или природный газ?


                          Если азот, то имеет смысл его тупо продавать.
                          Если газ, то имеет смысл закупать азот и продавать электричество.


                          Непонятно, зачем два несвязанных процесса замыкать в одной установке, это неэффективно. Правильная половина установки даст больше выгод с меньшими вложениями.

                            0

                            Так основная цель — не экономия, как я понимаю, а хранение "зеленой" энергии для выравнивания нагрузки...

                              0
                              Именно. Чтобы не продавать солнечную/ветровую энергию в минус, как это иногда бывает в Германии.
                                0
                                Попалось на глаза
                                Объем с положительными ценами составил 218,8 ТВтч (96,6%), с отрицательными — 7,6 ТВтч (3,4%).

                                Объем продаж в положительных ценах составил 8429,1 млн. евро (98,4%), в отрицательных — 133,5 млн. евро (1,6%).
                                Институт Фраунгофера, Фрайбург 2020, стр 45-46
                              –2
                              Цель не аккумуляция, а эксплуатация современного мифа. Если деньги дают, что же не впарить связку классического компрессора и классического турбодетандера? Если учесть только КПД этих лопаточных машин, то выше, чем 0,4 не будет. Плюс потери в сетях, как ЛЭП, так и трубах, плюс потери на нагрев, плюс затраты на эксплуатацию всего этого хозяйства, то бишь операционные. Дай бог, чтобы вся стоимость потребленной энергии минус стоимость отпущенной перекрыла затраты на строительство и содержание. Т.е., скорее всего, проще эту установку заменить ТЭНами, греющими океан или воздух.
                              0
                              Странно что ничего не упомянули про экологический аспект — это же абсолютно безвредная для среды технология в отличии от любых батарей.

                              С батарейными станциями хранения скоро будут носиться как с ядерными отходами — пусть потомки думают как их переработать
                                0
                                ещё и относительно безопасно, это же не сжиженный водород или аккумулятор
                                  0
                                  Все, что связано с энергетикой не может быть абсолютно безвредным.
                                  В данном случае:
                                  1. Шумовое загрязнение (не критично, но все же)
                                  2. Тепловое загрязнение. Причем не стабильное, а цикличное — охлаждение/нагрев атмосферного воздуха. Приведет в дисбалансу регионального климата, колебаниям влажности, появлению незапланированного тумана, росы.

                                  Уровень вредности/безвредности можно оценить только в ходе эксплуатации, через несколько лет.
                                    0
                                    В чем конкретно заключается проблема переработать батареи со станций? Бытовые батарейки и аккумуляторы перерабатывают уже сейчас (что могут собрать). Тут собирать ещё проще — большой объем в одном месте.
                                    0
                                    Вот посчитал на пальцах, получил простое и гениальное решение аккумуляции.
                                    Делаем бассейн 200х200х20м, забиваем свинцовыми пластинами, заливаем электролит, получаем мега-аккумулятор, по типу автомобильного. Соотнося объемы, получаем емкость 4ГВт*ч. (пальцы показали объем в 50М раз больше). Все. Можно запускать стартап.
                                    Переработка элементов не проблема (свинец и кислота), срок службы продляется заменой пластин. Про стоимость пальцы ничего не сказали, но не думаю, что дороже криогенного завода.
                                      0
                                      Примерно 10 миллионов тон свинца. 2К $ долларов за тонну = 20B $ за хранилище. Да,
                                      и еще: за год во всем мире свинца добывают всего ничего 4 миллиона тонн. Трудно назвать такое решение масштабируемым. Может есть какие-то пары подешевле, железо-алюминиевые, не знаю, какие там бывают аккумуляторы.
                                        0
                                        Ну можно и меньше размеры, на 100МВт*ч, региональные. Лития тоже мало, но мега-хранилища на литиевых АБ строят.
                                      0
                                      Дороговато выйдет и КПД низкий
                                        0
                                        Сжать и ихладит воздух до жидкого нифига не просто, оборудование и его ресурс тоже таксебе. А испарение жидкого воздуха тоже интересная штука что там сначала и парится, че останется. Кислород и азот точно отдельно испаряются. Если только громадный объем воздуха для нагрева перекачать, опять же затрачивая энергию
                                          0

                                          Отличное техническое решение. В данный моментв этом году пишу заявку на изобретение на аналогичное устройство и способ. В качестве аналога взял устройство хранения сжатого газа (то есть, без фазового перехода) пытаюсь аналитически сравнить кпд (не ожижения, а всей установки) хранения энергии в виде сжиженного газа и системы хранения того же количества энергии в сжатом виде. Сам не знаю, кто меня надоумил корректно рассчитать балансы энергии. В открытой печати наиболее глубоко изучены ( и отражены в справочниках) свойства тяжелой воды, гексафторида урана, воды, воздуха и природного газа метана ( а с ним задача приобретает осмыссленность). Есть отечественные рассчеты опорожнения газовозов объёмом в 5 куб. м, есть расчеты заполнения газом ёмкостей. Расчет сжатия-расширения оказался более сложным чем расчет сжижения — регазификации,. ибо при сжимании варьируется давление, плотность, теплоёмкость, температура всего объёма хранения, а при сжижении- газификациии относительно всего хранилища меняется только объём жидкой фракции, а давление насыщенных паров постоянное.
                                          По преддложенному устройству, я бы сразу отказался от криогенного насоса — вешь дорогая и легко может быть запрещена к ввозу в страну по санкциям. Поэтому два криогенных клапана подают сжиженный газ под давлением насыщенных паров последовательно в испарители- накопители, оснащенные на выходе подогреваемыми обратными клапанами и дросселями.
                                          Разделение электромотора на генератор и электродвигатель мне также кажется роскошеством. Единственное, что оправдывает это роскошество — разная мощность на сжижении и на аварийной электрогенерации.
                                          А в целом каждый инженер должен уметь рассчитывать двухведерный самогонный аппарат и предложенные компанией устройства хранения энергии.
                                          А для расчета экономической эффективности в части стоимости капитальных вложений в систему хранения энергии в сжатом виде можно взять стоимость железного лома в России — 12 руб/кг.

                                          Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                          Самое читаемое