EON风电机组_储能技术创新.pdf

Energy storage innovation储能技术创新储能技术创新 Technology&Innovation,EGS 技术与创新，EGS Essen,26.11.2015 艾森，2015年11月26日 Flexibility from 灵活应对 Generation 发电 Grids电网 Power电力电力 Storage储存 Power-to-Power电-电 Wind/Solar-to-Power风/太阳能-电 Heat 热热 Gas 气气 Power-to-Gas电-气 Gas-to-Power/Heat气-电/热 Power-to-Heat 电-热 Coal-to-Power/Heat煤-电/热 Demand/decentralized generation 需求需求/分散式发电分散式发电 Residential|Mobility|SME|Industry 住宅住宅|交通交通|中小企业中小企业|工业工业 2050 Development of the generation in Germany to 400 GW Installed generation capacity 装机发电量装机发电量(GW)Gross power consumption 电力消费电总量电力消费电总量(TWh)4,7 13,7 RE:Renewable Energy 可再生能源 Future未来未来 1990 conv.Generation传统发电 2013 base load RE 可再生能源基本负荷 sun+wind 太阳能+风能*)data 数据 2012 theoretical approach理论途径 634 TWh(33,4 TWh net export净出口)25%550 TWh RE 3,4%RE 580 TWh 100%RE 288 0 70,6 20 115 97*84 德国发电量至400 GW发展情况 Wind and solar generation quadruples installed capacity 风能和太阳能发电将装机容量风能和太阳能发电将装机容量提高至原有提高至原有水平的四倍水平的四倍 1%curtailment requires additional 3-4 GW RE 1%的缩减需要的缩减需要3-4 GW的额外可再生能源的额外可再生能源 Source:BMWi,Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik 资料来源资料来源：BWMi，可再生能源工作组-统计数据 Assumptions scenario future:未来情境假设：未来情境假设：Power consumption is stagnant and corresponds the RE generated.电力消费停滞，与可再生能量产量对应。Full load hours of wind+sun=1,600 h 风能风能+太阳能全负荷小时数太阳能全负荷小时数=1,600h Base load RE have a limited potential.可再生能源基本负荷潜力有限。Energy storage technologies 储能技术 Proven T echnology成熟技术-Potential for improvement提升潜力-New T echnology新技术 Pumped Storage抽水储能 Capacitor电容器 Battery电池(A)CAES 压缩空气储能 Fly Wheel飞轮 Power-to-Power电电-电电 Power-to-Gas电-气 Gas storage储气 Power-to-Gas电电-气气 Heat storage蓄热 Power-to-Heat电-热 Power-to-Heat电电-热热 There is much more than storage!不仅仅是“储能”！Existing portfolio!现有组合！现有组合！Power to Power电电-电电 Power to Fuels电电-燃料燃料 Dispatching,trading and portfolio optimization 调度、交易、组合优化调度、交易、组合优化 Power to Chemistry电电-化工化工 6 Different capabilities&applications 不同产能与应用 in h 10000 CH4 1000 100 PSP 10 CAES压缩空压缩空气储能气储能 H2 Time时间时间 Batteries电池电池 1 0,1 0,01 Wheel飞轮飞轮 0,001 1kWh 10kWh 100kWh 1MWh 10MWh 100MWh 1GWh 10GWh 100GWh 1TWh 100TWh Energy 能源能源 To Gas F ly-DVGW-Project G1-07-10 Energiespeicherkonzepte“Power 电到气电到气 Energy pathways for Power to Gas 从电到气的能源路径 Destination market 目的地市场目的地市场 Renewable hydrogen 可再生氢气可再生氢气 Source markets for energy 能源来源地市场能源来源地市场 Power电 Spot and intraday即期和日内 Heat热 Mobility交通 Grid service 电网服务 Neg.control power,voltage,frequency 电力、电压、频率负控制 Industry工业 Renewable Generation可再生发电 Nat.gas&renewable gas 天然气和再生气体天然气和再生气体 Decentralized Generation 分散式发电 Power电 Conventional Generation传统发电 Heat热 SNG Mobility交通 Industry工业 CH4,Bio 2 Natural gas grid天然气网 Power certificate 电力证书 Electrolysis电解 Gas certificate气体证书 CO2 abatement is the main driver in most applications 二氧化碳减排是多数应用的主要动力二氧化碳减排是多数应用的主要动力 Comparing the energy content 能量含量比较 coal,540 GWhel 35 d 17 d Assumption假设假设:-for hydrogen and UGS respectively small size caverns of 300.000 m3 volume(=Huntorf),氢气和地下储气分别用体积为300.000 m3的小容器储存（=Huntorf）-Efficiency gas generation气体产生效率:0,6 Vessel,150.000 t Hard Gas Storage 气体储存:260 GWh Hydrogen storage 氢气储存:84 GWh 5 d PSP Waldeck:total 总计4,3 GWh 6 h CAES Huntorf 0,9 GWh 1,4 h 船，150.000t 硬煤，540 GWhel Period over which a 800 MW generation plant can be fueled 为一座800MW发电厂供给燃料的时期 Comparison of 1 GW(1000 MW)transport capacity 1 GW（1000 MW）输电能力比较 corresponding to the power of an large scale power plant or peak power of 200 wind turbine 相较于大型发电厂或峰值功率为200的风力涡轮机 Transmission grid Pipeline 管道 输电网 (0,6 m of diameter直径0.6米)EthanolEthanol Storage effect=Integration of Renewables today tomorrow Example:Power to gas for refineries 例子：精炼厂从电到气 Oil油 Fossil Energy 化石能源化石能源 Refinery精炼厂精炼厂 Natural Gas 天然气天然气 Hydro-Gen氢气氢气 Fossil Energy化石能源化石能源 Natural Gas 天然气天然气 Hydro-Gen氢气氢气 Renewable Energy可再生可再生能源能源 Power电力电力 Green Hydro-Gen绿色绿色氢气氢气 Renewable Energy可再生可再生能源能源 Bio-Mass沼气沼气 Ethanol乙醇乙醇 E5/E10 Product产品产品 Certificate证书证书 Certificate证书证书 Ethanol Tomorrow 未来未来 today 现今现今 Storage effect=Integration of Renewables 储存效应储存效应=可再生能源融合可再生能源融合 Energy pathways of Power to Power(battery storage)从电到电的能源路径（电池储存）Energy Market 能源市场能源市场 Whole sale,arbitrage批售、套利 Grid stabilization,Decongestion 电网稳定、排除拥堵 Spot and intraday即期和日内 Grid service 电网服务 Control power,voltage,frequency 电力、电压、频率控制 Efficiency and autarky of households 家庭用电效率与自给自足 Renewable Generation 可再生发电 Efficiency and autarky of I&C customers I&C客户效率与自给自足 Decentralized Generation分散式发电 Grid independent systems电网独立系统电网独立系统 Autarky,backup power 自给自足，备用电力 Conventional Generation传统发电 E-Mobility电动汽车 Portable and autonomous Devices 移动和自动设备 CO2 abatement is the main driver in many applications Power certificate电力认证 Battery电池 Source markets for energy 能源能源来源地市场来源地市场 Destination markets 目的地目的地市场市场 CO2 abatement is the main driver in most applications 二氧化碳减排是多数应用的主要动力二氧化碳减排是多数应用的主要动力 Pilot assets 示范资产 SmartRegion Pellworm佩尔沃姆佩尔沃姆SmartRegion WindGas Falkenhagen法肯哈根法肯哈根WindGas 200 kW/1600 kWh Redox flow Battery氧化还原液流电池氧化还原液流电池 560 kW/560 kWh Lithium Ion Battery锂离子电池锂离子电池 Smart Grid 智能电网 2 MWel|360 m3/h H2 Alkali-Elektrolyse 碱电解碱电解 H2 injection into the gas grid H2注入供气网 M5BAT Aachen亚琛亚琛M5BAT WindGas Hamburg汉堡汉堡WindGas 5 MWel/4 MWh Led acid and different lithium ion batteries 铅酸和不同锂离子电池铅酸和不同锂离子电池 Integration&tests real time trading 整合和测试实时交易 1 MWel|265 m3/h H2 PEM-Elektrolyse PEM电解电解 H2 injection into the gas grid H2注入供气网 Summary 总结 For integration of a steadily increasing share of renewable energy,grid extension and demand side management and flexible generation and storage are needed.可再生能源比重稳定上升，其整合需要实行电网扩张和需求侧管理以及灵活发电和储存。Different storage technologies render different services.Energy storage technologies can couple the power,heat and gas market.不同的储能技术提供不同服务。储能技术可将电热气市场连接起来。Storage solutions are required for the integration of renewable energy,but will only come if a regulatory level playing field with other flexibility options is developed.可再生能源整合需要储能解决方案，但只有提供其他灵活选择的公平竞争环境形成后才会实现。Energy storage demonstrations show that a good basis for public acceptance is given.能源储存示范项目显示公众接受已具备良好基础。Innovation Energy Storage 储能技术创新储能技术创新 E.ON Innovation Center Energy Storage 能源储备创新中心