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Storelectric 有限公司
经济实惠、可靠且具有弹性 安全、清洁、经济高效的真正电网规模（GW、GWh）电力存储和氢能技术。为什么需要储能？ 风能和太阳能等自然资源难以预测，只能在自然条件允许时发电，而不是在我们想要时，而且电网稳定性较差。 ♦ 我们提供大规模储能项目，实现稳定且经济实惠的可再生能源供应。 ♦ 我们是地质存储平台的开发商，拥有自己的流程、技术和位置。 ♦ 储能需求不断上升，要求规模大、持续时间长、效率高、稳定性、可操作性等，并且具有出色的成本效益。 电网成本 一旦可再生能源占电网电力的约 16% 以上，电网管理的挑战就会开始呈指数级增长。根据英国的经验，这些成本分为三类： ♦ ¼ 平衡成本，确保在任何给定时间都有足够的能源； ♦ ¼ 电网稳定性和可操作性成本，确保电网平稳运行； ♦ 电网加固成本减少一半，建设更多电网以适应间歇性，并连接更多工厂以实现平衡、稳定性、可操作性和相关服务。Storelectric 的工厂位置合适，解决了所有这些问题。例如，如果可再生能源直接连接到电网，分析师预测它们的规模将不得不增加三倍以上 - 并且每增加 GW 可再生能源（在英国）将产生约 12.5 亿英镑的电网加固成本，每年还要花费其中的 10% 来维护、运营和融资。另一方面，如果可再生能源通过大规模长时自然惯性存储（其中我们的 CAES 比其他所有能源都好得多）连接，电网加固可以减少约 ¾。电池无法做到这一点：它们的工厂寿命短、平均寿命电网到电网效率太低、缺乏实际惯性、制造资源稀缺、尺寸小、容量有限，因此它们仅适用于小规模的工作。它们可以设置为提供平衡、稳定性、可操作性、弹性和减少电网拥塞服务中的任何一种（它们无法为其他/高压电网部分提供黑启动，而且它们的稳定性服务基于低劣得多的“合成惯性”）——Storelectric 的解决方案可以提供所有这些服务（包括黑启动），因此我们的一个工厂可以同时提供一系列需要 4-6 个相同尺寸电池的服务。Storelectric 电力存储解决方案压缩空气储能 (CAES) 剩余的低价电力用于加压空气，将空气储存在地下容量非常大的盐穴中，就像目前世界各地储存的天然气一样。在需要时，释放这些空气以再生电能。它支持所有发电技术。与可再生能源相结合，它大大减少了电网连接和加固，并提高了储能和发电的盈利能力。它安全、地下深处，而且盐洞天然密封并可自封。该应用已在德国 Huntorf（自 1978 年起）和美国阿拉巴马州 McIntosh（1991 年）得到证实，它们既成功又安全，但效率只有 42-54%。Storelectric 的工厂将实现接近 70% 的效率和高达 100% 的可再生，并提供全天候的电网稳定性。它们可以满足全球的能源存储需求：世界各地都有合适的地质条件。Storelectric CAES 为何与众不同？Storelectric 的 CAES 可以独特地使现有和可再生能源发电更有利可图，大幅减少排放，并为国家和地区提供完整且负担得起的能源安全。该公司正在开发两种 CAES 技术：基于热能存储 (TES) 的绿色 CAES TM 和双燃料氢 CAES TM。 CCGT Hybrid TM 版本比氢 CAES 更高效、排放更低、功率更大。它们都可以提供实际惯性、无功功率/负载、电压/频率控制（全天候）和黑启动。这使得可靠且有弹性的能源转换和净零电网更加经济实惠且破坏性更小。
Storelectric 用例
Storelectric 用例 Storelectric 开发出了他们所声称的世界上最具成本效益的大规模长时电力存储技术，该技术基于先进的压缩空气储能形式。这些将大大降低向净零电网过渡的成本，并使电力系统能够帮助实现供暖、交通和工业脱碳。它们为电网带来巨大好处，同时大大提高了可再生能源的盈利能力，甚至提高了它们自身的盈利能力。本文档给出了示例用例。 将海上风电场扩大一倍 现有的 1.2GW 风电场将在附近再建造 1.2GW。这两个风电场的降额系数（平均实际能量输出除以铭牌容量）在 40% 以下。Storelectric 建议在现有风电场并网时或之前建造一个绿色 CAES TM 电厂，以获取两个风电场的输出：
可再生能源与 Storelectric 的 CAES 的协同作用
可再生能源与 Storelectric 的 CAES 的协同作用 如果 Storelectric 的 CAES 建在任何类型的可再生能源发电厂的输出电缆上或附近，将会产生巨大的协同作用。这将使可再生能源开发商、电网运营商和 Storelectric 都受益。本分析特别考虑了风能和太阳能。 疏通管道 许多大型可再生能源发电项目和互连器之所以停滞不前，是因为它们要连接的电网薄弱和/或饱和，需要进行成本高昂的电网加固才能连接可再生能源，这使得项目不切实际。 连接更多可再生能源 但是，如果将可再生能源发电站与大规模长时储能（如 Storelectric 的）一起连接到电网，则所需的电网连接规模对于风能来说会减少一半，对于太阳能来说会减少⅔或更多——它将根据每个负载情况进行配置（所需的供需曲线）。换句话说，如果现有 100MW 太阳能发电场，增加 100MW 储能将使同一电网连接中再增加 200MW 太阳能发电场（如果是风力发电场则为 100MW）——此外还能提高电网稳定性（见下文）。即使在电网饱和或薄弱的地方，这也使可再生能源发电量大幅增加。所有这些选项都使开发商在许多方面受益，例如：
惯性和网格稳定性
交付惯性是真正需要的是真正的惯性。8月9日的真实故事是，由于化石加油站退休，该系统的惯性通常少于该网格以来的惯性。那天，惯性很低，因为风产生很高。如果有足够的惯性，只会发生一次或两次旅行，而不是许多人的级联。Storectric的CAES解决方案提供了同等大小的电站的两倍的自然惯性，并提供24/7。关于Storelectric-Storeclectric（www.storelectric.com）正在开发传输和分配网格尺度存储，以使可再生能源能够可靠，成本效率地为电网提供动力：世界上最具成本效益，最广泛可用的大规模储能技术，转向本地生成的可再生能源，使得可造成的电力易于实现。
常规和可再生能源
关于Storelectric-Storeclectric（www.storelectric.com）正在开发传输和分配网格尺度存储。♦创新的绝热压缩空气存储（TES CAE）。我们的500MW，2.5-21GWH的装置的排放零/低排放，运行式为68-70％，往返效率的效率明显低于气体峰值植物的成本，并使用现有的现有设备。♦他们的CCGT CAES技术转换并为气体发电的电站提供新的经济生活，使排放量减少并增加存储收入。解决了整个能源三元素：世界上最具成本效益和可实施的大规模存储技术，将本地生成的可再生能源转变为可调度的电力。有可能将整个非洲大陆的能源需求存储一周以上；全球潜力更大。将来，Storelectric将进一步开发这些和混合技术，以及其他地质的CAES。关于作者马克·霍特（Mark Howitt）是首席技术官，他是Storelectric的创始董事。他领导了Storelectric的技术和运营，最大程度地降低了技术风险，最大化效率和环境友善以及上市速度。他在可能的情况下专注于技术简单的解决方案。他的学位是具有电子产品的物理学。他拥有全球12年的管理和创新咨询经验。在铁路跨国公司中，马克开发了3种盈利和成功的业务：在商业化他在物流和设备大修中创新的非破坏性技术时。在电子制造业中，他开发并介绍了5个产品范围，并帮助2家企业战略性发展。
封锁：对 2030 年代电网的部分测试
封锁：对 2030 年代电网的部分测试 英国第一次封锁（2020 年春季）试运行了 2030 年代和 2040 年代电网运营的“夏季最低”挑战，其中可再生能源发电占需求的很大比例。事实上，国家电网自己也表示，“到 2025 年，2020 年夏季的情况将不再是独一无二的，而是正常的。” 配电网和输电网的需求处于历史低位，而可再生能源发电量处于历史高位。这不仅意味着通过输电网的电力流量严重下降，而且惯性也下降到需要大量干预的水平。这进一步表明，Storelectric 的 CAES 不仅需要在可再生能源超过需求时吸收可再生能源，而且还需要提供实际惯性和其他相关的电网稳定性服务，这些服务目前由燃气发电站提供。Storelectric 的工厂不仅比同等规模的发电站提供更多的惯性，而且如果需要，还可以全天候提供。最低能源流量 国家电网在其 2015 年未来能源情景中宣布，为了避免电网出现黑启动条件，至少需要 5GW 的电力通过电网。根据当时已知的分布式太阳能发电情况，他们认为，在最坏的情况下，到 2035 年，他们可能会低于这一数字。然而，他们低估了太阳能发电量 3GW，并且没有考虑分布式风能发电量，因此他们第一次达到 5GW 的门槛实际上是在同年 8 月。
可再生能源存储
CAES 有一些地理限制，但潜在的位置遍布世界各地。它有两种版本：绝热（传统）和绝热（如 Storelectric）。将空气压缩到典型的 70 bar（~30 倍汽车轮胎压力）会使其加热 ~605oC，但必须将空气储存在接近环境温度的温度下，因为它储存在地下盐穴中（没有其他足够大或足够便宜的盐穴；尽管未来会有其他地质条件可用），而地质条件需要它。将其膨胀以再生电能会将其冷却到 -150oC 以下。传统的 CAES 通过燃烧气体将热量放回：效率低下（往返 42-50%）且污染严重（排放量为同等大小的 CCGT 的 50-70%）。绝热 CAES 提取压缩热，单独储存并在膨胀期间将其放回，从而将效率提高到 60-70% 并消除排放；混合技术是可能的。
CAES 技术的比较与替代方案
CAES 技术的比较和替代方案 在讨论绝热 CAES（例如 Storelectric 提出的技术）时，了解不同类型的 CAES 非常重要 — 本质上是传统、等温和绝热，以及这些类型的变体。它们的性质非常不同，尤其是绝热 CAES 经常与等温 CAES 混淆，例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 提出的 CAES。事实上，两者根本不同。请注意，所有效率均引用电网到电网和寿命，而电池通常引用端到端 [忽略辅助负载] 和第 1 天 [忽略退化]。还要注意，电池往往会引用不包括土地、电网连接、开发成本等的安装成本，而这些都包含在 Storelectric 的所有估算中。 CAES 压缩空气能储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源（例如来自电网或可再生能源发电）将空气压缩至高压 — 通常为 70bar。当再次需要能量时，空气被释放来为涡轮机提供动力（或辅助动力），从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高，需要大量的空气，因此采用地质储存；现有的CAES 采用盐穴，这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中，但从未发生过盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的，位于盐盆内，世界各地都有。传统CAES 将空气压缩到 70bar 时，温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中，否则盐穴会恶化。因此，传统的CAES 会将压缩热浪费在冷却塔中。然而，在大约环境温度下从 70bar 膨胀会使空气冷却至约 -150 o C。这不仅会冻结环境，还会冻结设备，从而破坏设备，因此需要重新加热。传统的 CAES 通过燃烧气体来吸收膨胀热量。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机，从而使涡轮机更省油。但它仍然燃烧同等规模发电站 50-60% 的天然气（对于 McIntosh；Huntorf 为 60-70%），其往返效率（所有能量输出：输入）最多为 50%（Huntorf 为 42%），尽管更现代的设备希望达到约 54%。由于膨胀是通过经过特殊改造的涡轮机进行的，因此传统的 CAES 仅适用于固定尺寸。Storelectric 的 CCGT CAES 是传统的（“CCGT” 因为它基于联合循环发电站的设计），但具有以下优点：
绝热与等温CAES
绝热与等温CAES 在讨论绝热CAES（例如 Storelectric 所提出的CAES）时，人们经常将其与等温CAES（例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 所提出的CAES）混淆。事实上，这两者有着根本的不同。CAES 压缩空气储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源（例如来自电网或可再生能源发电）将空气压缩至高压 – 通常为 70bar。当再次需要能源时，空气被释放来为涡轮机提供动力（或辅助动力），从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高，需要大量的压缩空气，因此使用地质储存；现有的CAES 使用盐穴，这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中，但从未发生过此类盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的，盐盆地遍布世界各地。传统压缩空气储能系统将空气压缩到 70bar 时，温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中，否则盐穴会恶化。因此，传统压缩空气储能系统会将压缩热浪费在冷却塔中。然而，在大致环境温度下从 70bar 膨胀会将空气冷却到 ~-150 o C。这不仅会冻结环境，还会冻结设备，从而毁坏设备，因此需要将热量重新放回去。传统压缩空气储能系统通过燃烧气体来释放膨胀热。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机，从而使燃气轮机更节省燃料。但它燃烧的天然气仍是同等规模发电站的 50-60%（McIntosh 为 60-70%），其往返效率（所有能量输出：输入）最多为 50%（Huntorf 为 42%），尽管更现代的设备渴望达到 ~54%。因为膨胀是通过经过特殊改装的涡轮机进行的，所以传统的 CAES 只有固定尺寸的。等温 CAES 等温 CAES（Lightsail、SustainX、General Compression）意识到压缩空气的最有效方式是在恒定的低温下。因此，他们发明了新型压缩机，可在 ~40 o C 时提取热量。然而，这只考虑了半个周期：提取的热量无法在系统内使用，因此被浪费了。这留下了与传统 CAES 相同的膨胀问题，他们声称通过从环境中吸收热量来解决这个问题：温度足够低，（例如）热泵或工业废热可以提供它。但所需的热量之多，将使任何此类清除工作都难以完成，除非是在非常特殊的地点，例如使用冶炼厂的废热。而且，新型膨胀机还不够完善；而新型压缩机也无法最大限度地提高效率、成本效益或可靠性。绝热 CAES 绝热 CAES 在整个压缩和膨胀循环中平衡热量，储存压缩热量以便在膨胀期间重复使用。RWE 已停用的 Adele 提案 https://www.youtube.com/watch?v=K4yJx5yTzO4（2'39” 视频）中展示了其原理，该提案建议将压缩热量储存在布满毛细管的陶瓷存储器中，以通过陶瓷扩散热量。砖块是陶瓷的。这实际上是两个夜间储热加热器，每个加热器都有一座塔楼那么大，它会膨胀和收缩，摩擦成灰尘（从而堵塞任何可以进入的通道）并压碎毛细管，导致非常高的维护成本和频繁的长时间停电以重建存储器。建造和隔热这样的容器成本高昂。 Storelectric www.storelectric.com 开发了其专有的绝热技术，该技术效率高（40MW 时效率约为 62%，500MW 时效率可提高至约 67%），可利用现有技术建造，经济高效，并已获得 Costain、Fortum、西门子和 Mott MacDonald 等众多跨国工程公司的认可。由于它使用“现成的”压缩机和膨胀机，因此非常可靠，几乎可以建造任何配备此类压缩机和膨胀机的规模。
全球可再生能源技术调查
全球可再生能源技术调查 我有时会被问到：哪些可再生能源发电和存储技术真正具有全球可扩展性？所以我想列出我能想到的那些。发电：太阳能光伏、太阳能热能、风能（海上和陆上）、潮汐范围（拦河坝）、少量废物转化为能源。存储：绝热 CAES（压缩空气储能），例如 Storelectric，小型（国内）和中型（局部）热存储。抽水蓄能，在少数具有成本效益的地方，不会淹没重要土地，而且无法建造 CAES；液态空气具有相同的条件，但成本更高，规模更小。零碳但并非严格意义上的可再生：核裂变，前提是环保主义者允许将其废物永久处置在某处，尤其是玻璃化并放置在海床下的矿井中。更少的地方：水力发电（但它会给河流和河流流域带来大问题）、潮汐流（涡轮机）。非常有限：生物质能、地热能（但我不喜欢冷却地核的想法）、CCS 发电与需要大量 CCS 的工业集群共存 - 尽管最后一个既不是可再生也不是特别绿色（除非在生物质能工厂），因为它只能捕获高达约 80% 的排放量。我们应该将非发电技术需求侧响应 (DSR) 添加到这个列表中，它也有许多其他委婉说法，例如智能电网和超级用户。这涉及在需要时关闭/减少需求，并在稍后（或更早）弥补。适用于短时间（10-30 分钟），其容量约为电网发电容量的 2%（约 6% 分成三个部分，在短时间内使用多次）用于非车辆充电；对于车辆充电，比例和持续时间要大得多（可能是 3 倍）。从这个意义上讲，它是现存最具成本效益的“发电”技术；在更大程度上，它变成了轮流停电。互连器也有其用途。只有在互连器另一端的国家有足够的可调度（=按需）电力为其他国家预留时，它们才可以用于进口；否则依赖必然会导致停电。除此之外，它们的正确用途是通过增加每个国家的竞争来保持发电价格低廉。不太可能：潮汐泻湖（成本是拦河坝的 3 倍，能量输出要有限得多）、波浪（环境过于恶劣和多变）。