通過能源轉型同時實現發展與脫碳
為保護全球環境,實現可持續生活與事業,120 多個國家或地區政府設立了到2050 年實現碳中和的目標并積極開展各類活動實現脫碳社會。能源轉型 (EX) 目前已成為全球合作主題,旨在提高能源利用效率,改變產業結構。
為實現脫碳社會,必須減少化石燃料的能源消耗與 CO? 的排放。然而,如果僅依靠削減能源消耗,將會阻礙工業與社會的發展。現代能源轉型需要同時實現脫碳與發展。
利用可再生能源發電的兩大障礙
電能是保障現代社會正常運轉必不可少的要素。從智能手機和電腦等通信設備,到空調、冰箱等家用電器,再到車間和大型工廠中的工業機器人,無一例外。能源轉型的關鍵在于利用可再生能源發電,但這一方法存在兩個問題。對于化石燃料發電,這兩個問題都不在話下,若要充分利用可再生能源發電,問題便亟待解決。
第一個問題是,可再生能源發電量不穩定。在日本和歐洲等空間有限、平原稀少的地區,不具備建立大規模太陽能發電站的條件。為了增加發電量,需要分散建立許多小規模發電站。此外,地理位置和氣候條件也會嚴重影響太陽能與風能的發電量。
第二個問題是,可再生能源發電不符合傳統供電原理,無法實現不間斷實時供電。一旦電網發生重大失配事故,發電機、輸配電設施和電氣設備可能會承受異常負荷。這可能會導致電壓下降;如果情況嚴重,甚至可能會導致斷電。
為了維持供電穩定,耗電量與發電量必須保持平衡。電力公司需要不斷預估用電需求以調整發電量。
實際上,電網中的用電量會隨著季節、時段和地區而產生較大波動。例如,仲夏時節,空調用電需求會在白天明顯增加,到了夜晚大部分人入睡后又會有所下降。電力公司對用電需求的波動進行預測,利用熱力發電和其他相對容易調整的發電手段,確保遵守供需匹配的規律。然而,由于可再生能源發電量很難調整,因此如何應對用電需求的增減成為問題所在。
ESS 是利用可再生能源的關鍵
要解決與利用可再生能源相關的上述問題,儲能系統 (ESS) 是一項不可或缺的關鍵技術。ESS 將大型蓄電池與電力控制系統相結合,基于用電需求存儲和釋放電力,使電網負荷保持正常狀態,從而確保能夠穩定利用可再生能源。
傳統大型太陽能和風能發電廠一般使用特殊電池和抽水蓄能技術*2來儲存大量電力。近年來,基于鋰離子充電電池的 ESS 設備應用范圍越來越廣。鋰離子充電電池充放電效率更高,能夠更靈活地根據應用調整容量。隨著家用太陽能電池板的普及,住宅用 ESS 裝置的數量持續上升,預計全球住宅用 ESS 裝置將在 2030 年超過一百萬臺(數據來源:TDK 調查)。
住宅用電池必須能夠頻繁地充放電,并且持久的安全與保障也至關重要。此外,住宅用電池需在停電時為家用電器和電動汽車供電,在關鍵時刻成為保障人們生活的生命線。基于鋰離子充電電池的 ESS 可以滿足以上要求。
TDK 一直在研發可供智能手機和其他電子設備使用的鋰離子電池,并不斷地優化技術和改進性能。現在,這些技術正用于研發 ESS 設備配套鋰離子電池。TDK 通過在研發和生產緊湊型鋰離子電池時打磨成熟的材料與工藝技術,開發高度安全的大容量電池,以滿足需要高可靠性和安全性的住宅用電池的需求。
TDK 的 ESS 鋰離子電池模塊將大容量、高性能電池組與專用電池管理系統 (BMS) 相結合,持續監控電池狀態,模塊中還包含一個保護電路,可以在出現異常時停止充/放電,保證模塊壽命和安全性。
TDK 希望在未來實現一個虛擬電廠 (VPP) 的概念系統。在 VPP 系統中,ESS 設備不僅可以連接到住宅用電池,還可以連接工廠、商場和其他場所中的太陽能和風力發電設備,提高可再生能源利用效率。
“TDK 的優勢是擁有豐富的電源和電池專業知識,并掌握了緩解電池老化的控制器技術。我們將提供延長電池和電源壽命的系統,為基于可再生能源的可持續社會做出貢獻。”能源解決方案BC部長福光 由章表示。
通過一系列產品和先進解決方案,包括電池和電源,TDK 將支持可再生能源發展,實現發展與脫碳雙贏的可持續發展社會。
術語
碳中和:通過植樹造林等方法,吸收排放的二氧化碳和其他溫室氣體,實現凈零排放。
抽水蓄能發電:一種水利發電方法,在電力負荷低谷期,用剩余電力將水抽入上水庫,在電力負荷高峰期放水至下水庫進行發電。
審核編輯黃宇
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