그리드 에너지 저장소

Grid energy storage
에너지 저장소로 심플한 전기 그리드
이상적인 에너지 스토리지 유무에 관계없이 하루 동안 그리드 에너지 흐름 심플화

그리드 에너지 저장소(대규모 에너지 저장소라고도 함)는 전력 그리드 내의 대규모 에너지 저장에 사용되는 방법의 집합입니다.전기 에너지는 전기가 풍부하고 저렴할 때(특히 풍력, 조력태양광 발전의 재생 가능 전력과 같은 간헐적 전력원에서) 또는 수요가 낮을 때 저장되며 나중에 수요가 많고 전기 가격이 높은 경향이 있을 때 그리드로 되돌아간다.

2020년 현재 그리드 에너지 저장의 가장 큰 형태는 댐형 수력 발전이며, 기존 수력 발전 및 양수식 수력 [1][2]발전 모두를 포함한다.

배터리 스토리지의 발달에 의해 상업적으로 실행 가능한 프로젝트는 생산량이 피크일 때 에너지를 저장하고 수요가 피크일 때 에너지를 방출할 수 있게 되었으며, 생산량이 예기치 않게 감소했을 때 사용할 수 있게 되어 응답 속도가 느린 리소스를 온라인으로 전환할 수 있는 시간이 주어졌습니다.

그리드 스토리지에 대한 두 가지 대안은 공급 격차를 메우기 위해 피크 발전소사용하는 것과 부하를 다른 시간으로 전환하기 위한 대응을 요구하는 것이다.

혜택들

모든 전력 그리드는 전력 생산량과 소비량을 일치시켜야 하며, 둘 다 시간에 따라 크게 다릅니다.에너지 스토리지와 수요 대응의 조합에는 다음과 같은 이점이 있습니다.

  • 연료 기반 발전소(즉, 석탄, 석유, 가스, 원자력)는 일정한 생산 수준에서 보다 효율적이고 쉽게 작동할 수 있다.
  • 간헐적 소스에 의해 생성된 전기는 나중에 저장되고 사용될 수 있지만, 그렇지 않으면 다른 곳에서 판매하기 위해 전송되거나 정지되어야 할 것이다.
  • 최대 생성 용량 또는 전송 용량은 모든 스토리지의 잠재력 및 지연 가능한 부하(수요측 관리 참조)에 따라 감소하여 이 용량의 비용을 절감할 수 있습니다.
  • 보다 안정적인 가격 설정 – 스토리지 또는 수요 관리 비용이 가격에 포함되므로 고객에게 부과되는 전력 요금의 변동이 적습니다.또는 수입 도매 전력으로 피크 수요를 충족할 필요가 있는 경우 고가의 온피크 도매 전력 요율로 인한 전력 손실도 줄어듭니다.
  • 비상 대비 – 비필수적인 요구가 지연되는 동안 전송이나 발전이 진행되지 않더라도 중요한 요구를 안정적으로 충족할 수 있습니다.

태양, 조수 및 풍력 소스에서 파생된 에너지는 본질적으로 다양합니다. – 생산되는 전기의 양은 시간, 달 위상, 계절 및 날씨와 같은 무작위 요인에 따라 달라집니다.따라서, 저장소가 없는 재생 에너지는 전기 사업자에게 특별한 문제를 야기한다.여러 개의 다른 풍원을 연결하면 전체적인 변동성을 줄일 수 있지만, 태양은 밤에 확실히 이용할 수 없고, 조력은 달과 함께 이동하기 때문에 하루에 4번 조수가 느슨해진다.

이것이 특정 효용에 미치는 영향은 크게 다릅니다.여름철 피크 효용에서는 일반적으로 더 많은 태양광을 흡수하여 수요에 맞출 수 있다.겨울철 피크 전력에서 바람은 난방 수요와 관련이 있으며 이러한 수요를 충족시키기 위해 사용될 수 있다.이러한 요인에 따라 총 발전량의 약 20-40%를 넘어 태양광 풍력 발전 등 그리드 연결 간헐적 소스는 그리드 상호 연결, 그리드 에너지 저장 또는 수요측 관리에 대한 투자가 필요한 경향이 있다.

에너지 저장소가 없는 전기 그리드에서는 연료(석탄, 바이오매스, 천연가스, 원자력)에 저장된 에너지에 의존하는 발전량은 간헐적 소스에서 발생하는 전력 생산의 상승과 하락에 맞춰 규모를 조정해야 한다(발전소 후속 부하 참조).수력 발전소와 천연 가스 발전소는 바람을 따라 빠르게 확장하거나 축소할 수 있지만, 석탄과 원자력 발전소는 부하에 반응하는 데 상당한 시간이 걸린다.따라서 천연가스나 수력 발전량이 적은 전력회사는 수요 관리, 그리드 상호 연결 또는 비용이 많이 드는 펌프 스토리지에 더 많이 의존합니다.

프랑스의 컨설팅 회사인 Yole Dévelopement는 "[3]고정형 스토리지" 시장이 2015년의 10억달러 미만에서 2023년에는 135억달러의 기회가 될 것으로 예측하고 있습니다.

수요측 관리 및 그리드 스토리지

전기 에너지 생산 및 소비를 위한 단위 및 규모 감각

수요 측에서는 그리드로부터 전기를 저장할 수도 있습니다. 예를 들어 배터리 전기 자동차는 차량의 에너지를 저장하고 저장 히터, 지역 난방 저장 또는 얼음 저장소는 건물에 [4]열 저장 공간을 제공합니다.현재 이 스토리지는 하루 중 사용량이 적은 시간대로만 전환되고 그리드에 전기가 반환되지 않습니다.

스마트 미터의 장점 중 하나인 수요 측면 사용 가격 책정에 따라 그리드 스토리지가 최대 전력을 제공할 필요성이 줄어듭니다.가정 차원에서, 소비자들은 세탁과 건조, 식기세척기 사용, 샤워와 요리 등을 위해 덜 비싼 비수기 시간을 선택할 수 있다.또한 비즈니스 및 산업 사용자는 일부 프로세스를 비수기 시간대로 지연시킴으로써 비용 절감 효과를 누릴 수 있습니다.

풍력 발전의 예측 불가능한 운영으로 인한 지역적 영향은 유틸리티가 수요와 소통하는 대화형 수요 대응의 새로운 필요성을 야기했다.과거에는 대규모 산업 소비자와의 협력으로만 이루어졌지만, 이제는 전체 [5]그리드로 확장될 수 있습니다.예를 들어, 유럽의 몇몇 대규모 프로젝트는 풍력의 변화를 산업용 식품 냉동고 부하와 연결시켜 작은 온도 변화를 일으킨다.그리드 전체 규모로 전달될 경우 냉난방 온도의 작은 변화가 그리드 전체의 소비를 즉시 변화시킬 수 있습니다.

미국 에너지부가 2013년 12월에 발표한 보고서는 전기 그리드에 대한 에너지 저장 및 수요 측면 기술의 잠재적인 이점을 자세히 설명합니다. "전기 시스템을 현대화하면 국가는 더 많은 에너지 요구(더 많은 통합으로 기후 변화에 대처하는 것 포함)를 처리하는 데 도움이 될 것입니다.재생 에너지원의 에너지와 비재생 에너지 프로세스의 효율성 향상.전력망에 대한 진보는 견고하고 탄력적인 전력 공급 시스템을 유지해야 하며, 에너지 스토리지는 그리드의 운영 능력을 개선하고 비용을 절감하며 높은 신뢰성을 보장하며 인프라 투자를 지연 및 감소시킴으로써 이러한 과제를 해결하는 데 중요한 역할을 할 수 있습니다.마지막으로, 에너지 스토리지는 그리드 안정화 서비스뿐만 아니라 백업 전원을 제공할 수 있기 때문에 비상 대비에 도움이 될 수 있습니다."[6]이 보고서는 전력 공급에너지 신뢰성 사무소, ARPA-E, 과학 사무소, 에너지 효율재생 에너지 사무소, Sandia National Laboratory 및 Pacific Northwest National Laboratory를 대표하는 핵심 개발자 그룹에 의해 작성되었으며, 이들은 모두 에너지 [6]그리드 개발에 참여하고 있습니다.

그리드 애플리케이션용 에너지 스토리지

에너지 스토리지 자산은 전기 [7]그리드의 귀중한 자산입니다.또한 부하관리, 전원품질, 무정전 전원장치 의 이점 및 서비스를 제공하여 효율성과 전원보안을 향상시킬 수 있습니다.는 에너지 전환과 보다 효율적이고 지속 가능한 에너지 시스템의 필요성에 관해 점점 더 중요해지고 있습니다.

수많은 에너지 저장 기술(펌프 저장 수력 전기, 전기 배터리, 플로우 배터리, 플라이휠 에너지 저장 장치, 슈퍼 캐패시터 등)이 그리드 스케일 애플리케이션에 적합하지만 특성은 다릅니다.예를 들어, 양수 스테이션은 대용량과 전력 기능으로 인해 벌크 부하 관리 애플리케이션에 매우 적합합니다.단, 적절한 장소는 한정되어 있어 국지적인 전력 품질에 관한 문제에 대처할 때는 그 유용성이 없어집니다.반면 플라이휠과 캐패시터는 전력 품질을 유지하는 데 가장 효과적이지만 대규모 애플리케이션에서 사용할 스토리지 용량이 부족합니다.이러한 제약은 스토리지의 적용 가능성에 대한 자연스러운 제한입니다.

여러 연구에서 특정 애플리케이션에 대한 최적 에너지 저장소의 적합성 또는 선택을 조사하고 관심을 보였다.문헌 조사는 이용 가능한 최신 정보로 구성되며, 현재의 기존 [8][9]프로젝트를 기반으로 스토리지의 사용을 비교합니다.다른 연구는 에너지 저장소를 서로 평가하는 데 한 걸음 더 나아가 다중 기준 의사결정 분석[10][11]기반으로 적합도를 평가합니다.또 다른 논문은 등가 [12][13]회로로서의 스토리지의 조사와 모델링을 통한 평가 체계를 제안했다.색인화 접근법은 몇 가지 연구에서도 제안되었지만, 여전히 새로운 [14]단계에 있다.그리드 커넥티드 에너지 스토리지 시스템의 경제적 잠재력을 높이기 위해 에너지 스토리지 시스템의 1개 이상의 애플리케이션에 대해 여러 서비스를 제공하는 포트폴리오를 고려하는 것이 중요합니다.이를 통해 단일 스토리지로 여러 수익원을 확보할 수 있으므로 활용률도 [15]높일 수 있습니다.두 가지 예를 들자면 주파수 응답과 예비 서비스의 조합을 살펴보는 한편,[16] 부하 피크 삭감과 전력 평활을 함께 검토한다.[17]

항공사

압축 공기

그리드 에너지 저장 방법 중 하나는 비수기 또는 재생 가능한 전기를 사용하여 공기를 압축하는 것입니다. 공기는 일반적으로 오래된 광산이나 다른 종류의 지질 특성에 저장됩니다.전력 수요가 많으면 압축공기를 소량의 천연가스로 가열하고 터보스팬더를 통해 발전한다.[18]

압축 공기 저장소의 [19]효율은 일반적으로 약 60~90%입니다.

액체 공기

또 다른 전기 저장 방법은 공기를 압축 및 냉각하여 액체 [20]공기로 만들고, 저장 및 필요에 따라 확장하여 터빈을 전환하여 최대 70%[21]의 저장 효율로 전기를 생산하는 것입니다.

영국 북부에는 상업용 액체 공기 에너지 저장 공장이 건설 중이며,[26] 상업[23][24][25] 운영은 2022년으로 계획되어 있다.250의 에너지 저장 용량발전소의 MWh는 현존하는 [27]세계 최대 리튬이온 배터리인 사우스오스트레일리아 혼즈데일 전력 비축소의 거의 두 배에 달할 것이다.

2022년부터 이탈리아 에너지 돔은 코르시카에서 (액체) 공기를 사용하지 않고 CO2만을 사용하여 거의 유사한 4MWh의 파일럿을 실행했습니다.배출 중에 CO2는 [28]돔에 저장됩니다.

배터리

16개의 개별 납산 배터리 셀([29]32V)을 사용하는 900와트 직류 라이트 플랜트.
리튬이온배터리 학습곡선: 배터리 가격은 30년 [30][31]만에 97% 하락했습니다.

배터리 저장소는 직류 전력의 초기 단계에서 사용되었습니다.AC 그리드 전원을 쉽게 사용할 수 없는 곳에서는 풍력 터빈이나 내연기관에 의해 운영되는 격리된 조명 발전소가 소형 모터에 조명과 전원을 공급했다.배터리 시스템은 엔진을 시동하지 않고 또는 바람이 잠잠할 때 부하를 작동시키는 데 사용할 수 있습니다.유리병에 들어 있는 납-산 배터리 뱅크는 램프를 켜는 전원과 배터리를 충전하기 위한 엔진을 시동하는 전원을 모두 공급합니다.배터리 스토리지 테크놀로지는 새로운 리튬 이온 [32][33]디바이스의 경우 일반적으로 80%~90% 이상의 효율을 발휘합니다.

배전망을 안정시키기 위해 대형 솔리드 스테이트 컨버터에 연결된 배터리 시스템이 사용되었습니다.일부 그리드 배터리는 간헐적 풍력 또는 태양열 출력으로 공급되는 전력을 원활하게 하거나 재생 발전소가 직접 전력을 생산할 수 없는 하루 중 다른 시간으로 전력 출력을 전환하기 위해 재생 에너지 발전소와 함께 배치된다(설치 예 참조).이러한 하이브리드 시스템(발전 및 저장 장치)은 재생 가능한 소스를 연결할 때 그리드에 대한 압력을 완화하거나 자급률에 도달하여 "분리형"으로 작동하는 데 사용될 수 있다(독립형 전력 시스템 참조).

전기차 적용과는 달리, 고정 저장용 배터리는 질량 또는 부피 제약에 시달리지 않습니다.그러나 많은 양의 에너지와 전력이 내포되어 있기 때문에 전력 또는 에너지 단위당 비용은 매우 중요합니다.그리드 스케일 스토리지에 대한 테크놀로지의 관심을 평가하기 위한 관련 지표는 Wh/kg(또는 W/kg)이 아니라 $/Wh(또는 $/W)입니다.전기화학 그리드 보관은 전기자동차의 개발로 배터리 생산원가가 300달러/kWh 이하로 빠르게 낮아진 덕분에 가능했다.생산 체인을 최적화함으로써 주요 산업은 $150/k에 도달하는 것을 목표로 합니다.2020년 말까지요이러한 배터리는 리튬 이온 기술에 의존하여 모바일 애플리케이션(고비용, 고밀도)에 적합합니다.그리드에 최적화된 기술은 kWh당 저비용에 초점을 맞춰야 한다.

그리드 지향 배터리 테크놀로지

나트륨 이온 배터리는 리튬 이온의 값싸고 지속 가능한 대안입니다. 나트륨은 리튬보다 훨씬 풍부하고 저렴하지만 전력 밀도가 낮기 때문입니다.하지만 그들은 아직 개발 초기 단계에 있다.

자동차 지향 기술은 높은 에너지 밀도를 특징으로 하지만 고가의 제조 공정을 필요로 하는 고체 전극에 의존합니다.액체 전극은 가공이 필요 없기 때문에 더 저렴하고 밀도가 낮은 대안입니다.

용융염/액상금속 배터리

이 배터리는 전해질로 분리된 두 개의 용융 금속 합금으로 구성됩니다.제조는 간단하지만 합금을 액체 상태로 유지하려면 수백℃의 온도가 필요합니다.기술에는 ZEBRA, 나트륨-황 배터리, 액체 [34]금속 등이 포함됩니다.황산나트륨 배터리는 일본과 [35]미국에서 그리드 보관에 사용되고 있습니다.전해질은 고체 베타 알루미나로 구성되어 있다.Pr. 그룹에 의해 개발된 액체 금속 배터리.Donald Sadoway는 마그네슘과 안티몬의 용융 합금을 전기 절연 용융 소금으로 분리하여 사용합니다.현재 최초 250대 설치를 계약한 MIT 스피노프 회사 Ambri에 의해 시장에 출시되고 있습니다.Nevada, Reno 근처에 있는 [36][37]TerraScale 데이터 센터 회사의 MWh 시스템.

플로우 배터리

충전식 플로우 배터리에서 액체전극은 상온의 물속에서 전이금속으로 구성되어 있다.신속한 응답성 저장 [38]매체로 사용할 수 있습니다.바나듐 산화환원배터리는 플로우 [39]배터리의 일종입니다.헉슬리 힐 풍력발전소(호주), 홋카이도 토마리 풍력발전소(일본), 비풍력발전소 등 다양한 장소에 다양한 플로우 배터리가 설치되어 있습니다.12 MW/h의 흐름 배터리를 Sorn Hill 풍력발전소(아일랜드)[40]에 설치하기로 했습니다.이러한 저장 시스템은 일시적인 바람 변동을 완화하도록 설계되었습니다.브롬화수소는 실용적 규모의 플로우형 [41]배터리에 사용하도록 제안되었다.

푸에르토리코에서는 15분(5메가와트시) 동안 20메가와트 용량의 시스템이 섬에서[further explanation needed] 생산되는 전력의 주파수를 안정시킵니다.긴 전송로 [42]끝에 전압을 안정시키기 위해 2003년 알래스카 페어뱅크스에 27메가와트 15분(6.75메가와트시) 니켈카드뮴 배터리 뱅크가 설치됐다.

2014년 Tehachapi Energy Storage Project는 Southern California [43]Edison에 의해 위탁되었습니다.

2016년에는 그리드 스토리지 애플리케이션에 [44]사용할 아연 이온 배터리가 제안되었다.

2017년 캘리포니아 공공사업위원회캘리포니아 온타리오의 미라로마 변전소에 냉장고 크기의 테슬라 배터리 396개를 설치했다.스택은 각각 10 MW(총 20 MW)의 2개의 모듈로 배치되며, 각각 4시간 동안 실행할 수 있으므로 최대 80 MWh의 스토리지를 추가할 수 있습니다.이 어레이는 4시간 [45]이상 15,000가구에 전력을 공급할 수 있습니다.

BYD는 많은 배터리를 병렬로 연결하는 리튬인산철(LiFePO4) 배터리와 같은 기존 소비자 배터리 기술을 사용할 것을 제안합니다.

미국에서 가장 큰 그리드 저장 배터리는 일리노이주 그랜드 리지 발전소의 31.5 MW 배터리와 웨스트 버지니아주 [46]비치 리지의 31.5 MW 배터리입니다.2015년에 건설 중인 두 개의 배터리에는 400 MWh(4시간 동안 100 MWh) Southern California Edison 프로젝트와 하와이 카우아이의 52 MWh 프로젝트가 포함되어 13 MW의 태양광 발전소의 생산량을 저녁으로 완전히 [47]전환한다.두 개의 배터리가 알래스카 페어뱅크(Ni-Cd [48][49][50]사용 시 7분 동안 40MW)와 텍사스 주 노트리스(납-산 배터리 사용 시 40분 동안 36MW)에 있습니다.독일 뤼넨에서 다임러사의 스마트 전기 드라이브 자동차의 중고 배터리로 만든 13MWh 배터리가 제작되고 있으며, [51]10년 동안 수명이 연장될 것으로 예상됩니다.

2015년에는 미국에 221MW 배터리 스토리지가 설치되었으며 2020년에는 [52]총 용량이 1.7GW에 이를 것으로 예상됩니다.

영국은 2018년 [53]허트포드셔에 50MW 리튬 이온 그리드 배터리를 설치했다.2021년 2월, 캠브리지셔주 버웰의 50MW 배터리 스토리지 개발 및 [54]사우스요크셔주 반슬리의 40MW 부지에 건설이 시작되었습니다.

2017년 11월 테슬라는 [55]남호주에 100MW, 129MWh 배터리 시스템을 설치했다.Australian Energy Market Operator는 "기존 동기 발전 장치가 일반적으로 제공하는 서비스에 비해 빠르고 정확하다"[56][57]고 밝혔다.

테크놀로지 비교
테크놀로지 가동 부품 주위 온도 인화성 독성 물질 실가동중 희귀 금속
바나듐류[58] 네. 네. 아니요. 네. 네. 아니요.
리퀴드 메탈 아니요. 아니요. 네. 아니요. 아니요. 아니요.
나트륨 이온 아니요. 네. 네. 아니요. 아니요. 아니요.
납-산[59] 아니요. 네. 아니요. 네. 네. 아니요.
나트륨-황 전지 아니요. 아니요. 네. 아니요. 네. 아니요.
Ni-Cd 아니요. 네. 아니요. 네. 네. 네.
알이온 아니요. 네. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요.
리튬 이온 아니요. 네. 네. 아니요. 네. 아니요.
Fe-air 네. 아니요. 네. 아니요. 아니요. 아니요.

전기 자동차

닛산 리프, 2015년 현재 세계에서 가장 많이 팔린 고속도로 대응 전기차

기업들은 피크 수요를 충족시키기 위해 전기 자동차의 사용 가능성을 연구하고 있다.주차되고 플러그가 꽂힌 전기 자동차는 피크 부하 시 배터리의 전기를 판매하고 야간(집) 또는 오프 [60]피크 시에 충전할 수 있습니다.

플러그인 하이브리드 또는 전기 자동차는 에너지 저장 기능을 위해 사용될[61][62][63] 수 있습니다.V2G(Vehicle-to-Grid) 기술을 사용하여 20~50kWh 배터리 팩을 갖춘 각 차량을 분산 부하 밸런싱 장치 또는 비상 전원으로 전환할 수 있습니다.이는 연간 소비가 3,650 kWh라고 가정할 때 하루 평균 10 kWh의 가구 요건이 차량당 2-5일에 해당한다.이 에너지량은 km당 0.1~0.3kWh/mi(0.16~0.5kWh/mi)를 소비하는 차량의 60~480km(40~300mi) 범위에 해당한다.이러한 수치는 자가제 전기차 개조에서도 달성할 수 있다.일부 전기 유틸리티는 전기를[64][65] 저장하기 위해 오래된 플러그인 차량 배터리(때로는 대용량 배터리)를 사용할 계획이지만, 각 저장 사이클이 하나의 완전한 충전-방전 [61]사이클로 배터리에 부하를 가하는 경우 차량을 사용하여 에너지를 저장할 때의 큰 단점이 될 수 있습니다.그러나 한 주요 연구에 따르면 지능형 차량 간 스토리지를 사용하면 실제로 배터리 [66]수명이 향상되는 것으로 나타났습니다.기존의 (코발트 기반) 리튬 이온 배터리는 사이클 수에 따라 분해됩니다.새로운 리튬 이온 배터리는 사이클마다 크게 분해되지 않기 때문에 수명이 훨씬 길어집니다.한 가지 접근방식은 신뢰할 수 없는 차량 배터리를 전용 그리드[67] 저장소에서 재사용하는 것입니다. 이 배터리는 10년 [68]동안 이 역할을 수행할 것으로 예상되기 때문입니다.이러한 보관을 대규모로 실시할 경우 오래된 배터리는 가치가 있고 즉시 사용할 수 있기 때문에 모바일 사용 시 성능이 저하된 차량 배터리의 교체를 보장하는 것이 훨씬 쉬워집니다.

플라이휠

NASA G2 플라이휠

기계적 관성이 이 보관 방법의 기초입니다.전력이 장치에 유입되면 전기 모터가 무거운 회전 디스크를 가속합니다.모터는 동력의 흐름이 역전될 때 발전기의 역할을 하여 디스크 속도를 늦추고 전기를 생산합니다.전기는 디스크의 운동 에너지로 저장됩니다.보관 시간을 연장하려면 마찰이 최소한으로 유지되어야 합니다.이것은 종종 플라이휠을 진공에 놓고 마그네틱 베어링을 사용함으로써 실현되는데, 이는 방법을 비싸게 만드는 경향이 있습니다.플라이휠 속도가 클수록 저장 용량이 커지지만 원심력에 저항하기 위해서는 강철이나 복합 재료와 같은 강한 재료가 필요합니다.이 메서드 경제를 만드는 힘과 에너지 저장 기술의 범위, 하지만, 플라이휠들 일반적인 전력 계통 응용 프로그램에 적임자가 진출한 그들은 아마 철도 전력 시스템에 load-leveling 응용 프로그램과 아일랜드의 20MW 시스템과 같은 재생 에너지 시스템에 전력 품질 개선에 잘 어울리고 있는 경향이 있다.[69][70]

플라이휠 스토리지를 사용하는 애플리케이션은 토카막[71]모터 제너레이터가 작동 속도로 회전하고 방전 중에 부분적으로 감속되는 레이저 실험과 같이 매우 짧은 기간 동안 매우 높은 출력 버스트를 필요로 하는 애플리케이션입니다.

Flywheel 저장은 또한 현재 디젤 회전 무정전 전원 공급의 형태로(그 큰 데이터 센터에 같은)그것은 transfer[72]– 동안ride-through 권력을 위하여 필요한 무정전 전원 공급 시스템으로 사용되는 권력의 메인에, 한 alte의 준비 운동을 하는 시간 간격 비교적 간단하다.rnate 소스(예: 디젤 발전기).

이 잠재적인 솔루션은 GraciosaFlores 섬의 Azores에서 EDA에[73][better source needed] 의해 구현되었습니다.이 시스템은 18메가와트 초의 플라이휠을 사용하여 전력 품질을 향상시키고 재생 에너지 사용을 증가시킨다.설명에서 알 수 있듯이, 이러한 시스템은 공급의 일시적인 변동을 완화하도록 다시 설계되었으며, 며칠을 초과하는 정지에 대처하기 위해 사용할 수 없습니다.

호주의 Powercorp은 풍력 터빈, 플라이휠 및 저부하 디젤(LLD) 기술을 사용하여 소형 그리드에 대한 풍력 입력을 극대화하는 애플리케이션을 개발해왔다.호주 서부의 Coral Bay에 설치된 시스템은 플라이휠 기반 제어 시스템 및 LLD와 결합된 풍력 터빈을 사용합니다.플라이휠 기술은 풍력 터빈이 Coral Bay 에너지 공급의 95%까지 공급할 수 있도록 하며, 연간 총 풍력 투과율은 45%[74]입니다.

수소

수소는 전기 에너지 저장 [61][75]매체로 개발되고 있다.수소를 생산하여 압축 또는 액화시킨 후 -252.882°C에서 저온 저장 후 다시 전기 에너지 또는 열로 변환합니다.수소는 휴대용(차량) 또는 고정 에너지 생성 연료로 사용될 수 있습니다.수소는 양수나 배터리에 비해 에너지 밀도가 높은 [75]연료라는 장점이 있다.

수소는 천연가스를 증기로 개질하거나 수소와 산소로 전기 분해하여 생산할 수 있습니다(수소 생산 참조).천연가스를 개질하면 부산물로 이산화탄소가 발생한다.고온 전해와 고압 전해는 수소 생산 효율을 높일 수 있는 두 가지 기술이다.그런 다음 수소는 내연기관, 즉 연료전지에서 전기로 다시 변환된다.

수소 저장소의 AC 대 AC 효율은 약 20-45%로 나타나 경제적 제약을 [75][76]가한다.시스템이 경제적이기 위해서는 전력 구입과 판매 사이의 가격 비율이 효율에 최소한 비례해야 합니다.수소연료전지는 전력수요의 급격한 변동을 교정하거나 주파수를 공급하고 조절할 수 있을 만큼 충분히 빠르게 반응할 수 있다.수소가 천연가스 인프라를 사용할 수 있는지 여부는 네트워크 구성 재료, 접합부 기준, 저장 [77]압력에 따라 달라집니다.

수소 에너지 저장에 필요한 장비는 전기분해 플랜트, 수소 압축기 또는 액화기, 저장탱크 등이다.

바이오 수소는 바이오매스를 이용한 수소 생산을 위해 조사되고 있는 공정이다.

마이크로 복합 열과 전력(micro combined heat and power, microCHP)은 연료로 수소를 사용할 수 있다.

일부 원자력 발전소는 수소 생산과의 공생으로부터 이익을 얻을 수 있다.고온(950~1,000 °C) 가스냉각 원자력발전 IV 원자로는 황-요오드 사이클과 같이 핵열을 이용하여 열화학적 방법으로 물에서 수소를 전해할 가능성이 있다.최초의 상업용 원자로는 2030년에 도입될 예정이다.

풍력 터빈과 수소 발전기를 사용하는 지역사회 기반 시범 프로그램은 2007년 뉴펀들랜드와 [78]래브라도의 원격 지역사회에서 시작되었습니다.비슷한 프로젝트가 2004년부터 노르웨이의 작은 섬 도시인 우티라에서 진행되고 있다.

지하 수소 저장

지하에 수소를 저장하는 것은 동굴, 염전,[61][79] 고갈된 유전과 가스전에 수소를 저장하는 이다.많은 양의 수소가스가 제국화학공업(ICI)에 의해 수년 동안 아무런 [80]어려움 없이 동굴에 저장되었습니다.유럽 프로젝트[81] Hyunder는 2013년에 풍력과 태양 에너지의 저장을 위해 PHES와 CAS [82]시스템에서 커버할 수 없기 때문에 85개의 동굴이 추가로 필요하다고 밝혔다.

가스에의 전력

전력에서 가스로의 전력은 전력을 가스 연료로 변환하는 기술이다.두 가지 방법이 있는데, 첫 번째 방법은 을 쪼개는데 전기를 사용하고 생성된 수소를 천연 가스 그리드에 주입하는 것입니다.두 번째 덜 효율적인 방법은 전기 분해와 사바티에 반응을 이용하여 이산화탄소와 물을 메탄으로 변환하는 것이다(천연가스 참조).풍력 발전기나 태양열 어레이에 의해 생성된 초과 전력 또는 오프 피크 전력은 에너지 그리드의 부하 균형에 사용된다.캐나다에서는 기존의 수소용 천연가스 시스템을 이용해 연료전지 제조업체인 하이드로닉스사와 천연가스 유통업체 엔브릿지가 협력해 [76]가스 시스템에 전력을 공급하고 있다.

수소를 저장하기 위해 천연가스망을 사용하는 수소의 파이프라인 저장.천연가스로 전환하기 전에 독일의 가스망은 대부분 수소로 구성된 도시 가스를 사용하여 운영되었다.독일 천연가스 네트워크의 저장 용량은 200,000 GW/h 이상이며, 이는 수개월의 에너지 요구량을 충족하기에 충분한 양입니다.이에 비해 독일 전체 양수 발전소의 용량은 약 40GW/h에 불과하다.가스 네트워크를 통한 에너지 전송은 전력 네트워크(8%)[clarification needed]보다 훨씬 적은 손실(0.1%)로 이루어집니다.기존 천연가스 파이프라인의 수소 이용은 NaturalHy에 의해[83] 연구되었다.

파워 투 암모니아 컨셉

Power-to-ammonia 컨셉은 다양한 애플리케이션 팔레트와 함께 탄소 없는 에너지 저장 경로를 제공합니다.저탄소 에너지가 남아돌 때는 암모니아 연료를 만드는 데 사용할 수 있습니다.암모니아는 물을 수소와 산소로 쪼개 전기로 만든 뒤 고온과 압력을 이용해 공기 중의 질소와 수소를 결합시켜 암모니아를 생성한다.액체로서는 압력 하에서 기체로 저장하거나 극저온 액화시켜 -253°C에 저장하기 어려운 수소와는 달리 프로판과 유사합니다.

저장된 암모니아는 천연가스와 마찬가지로 수송 및 발전용 열연료로 사용하거나 연료전지에 [84]사용할 수 있다.액체 암모니아 표준 60,000m³ 탱크에는 약 211GWh의 에너지가 포함되어 있으며, 이는 약 30개의 풍력 터빈의 연간 생산량과 맞먹습니다.암모니아는 깨끗하게 연소할 수 있습니다. 물과 질소는 방출되지만 CO는 없고2 질소산화물은 거의 또는 전혀 없습니다.암모니아는 에너지 운반체 외에도 여러 가지 용도가 있으며, 많은 화학 물질을 생산하기 위한 기초가 되며, 가장 일반적인 [85]용도는 비료입니다.이러한 사용의 유연성과 암모니아를 안전하게 운반, 유통 및 사용할 수 있는 인프라가 이미 갖춰져 있다는 점을 고려하면 암모니아는 미래의 대규모 비탄소 에너지 운반체가 될 수 있습니다.

수력 전기

양수

2008년 세계 펌핑 스토리지 생성 용량은 104 [86]GW였지만, 다른 소스에서는 127 GW가 모든 유형의 그리드 전기 스토리지의 대부분을 차지하고 있으며, 다른 모든 유형을 합치면 약 수백 [87]MW입니다.

많은 곳에서, 석탄이나 원자력 소스의 과도한 베이스 부하 용량을 사용하여 비수기 시간 및 주말 동안 물을 높은 저장 저장소로 펌핑함으로써 매일 발생하는 부하를 균등하게 하기 위해 양수 저장 수력 전기가 사용됩니다.피크 시간 동안 이 물은 수력 발전에 사용될 수 있으며, 종종 일시적인 수요 피크를 커버하기 위한 고부가가치 급속 응답 예비고로 사용됩니다.펌핑 스토리지는 소비 전력의 약 70~85%를 회수하며, 현재 대용량 전력 스토리지의 가장 비용 효율이 [88]높은 형태입니다.양수 저장소의 가장 큰 문제는 일반적으로 상당히 다른 높이의 두 개의 인근 저장소가 필요하며 종종 상당한 자본 [89]지출이 필요하다는 것입니다.

펌핑 워터 시스템은 높은 디스패치성을 갖추고 있어 일반적으로 15초 [90]이내에 온라인으로 전환이 가능하기 때문에 이러한 시스템은 소비자의 전력 수요의 변동을 흡수하는 데 매우 효율적입니다.전 세계적으로 90GW 이상의 펌핑 스토리지가 가동되고 있으며, 이는 전 세계 순간 발전 용량의 약 3%에 해당합니다.영국의 Dinorwig 스토리지 시스템과 같은 양수 저장 시스템은 5시간에서 6시간의 발전 [90]용량을 보유하고 있으며 수요 변동을 완화하는 데 사용됩니다.

또 다른 예로는 중국의 1836MW 티안황핑 양수 발전소가 있는데, 저장 용량은 8백만 입방 미터 (미국의 21억 갤런 또는 나이아가라 폭포 의 물의 양은 25분 동안 600 미터 (1970피트)이다.저수지는 저장된 중력 위치 에너지의 약 13GW/h(약 80% 효율로 전기로 변환 가능)를 제공할 수 있으며, 이는 중국 하루 전력 [91]소비량의 약 2%에 해당한다.

양수 저장소의 새로운 개념은 물을 퍼올리기 위해 풍력 에너지 또는 태양열 에너지를 이용하는 것입니다.에너지 저장 풍력 또는 태양 댐을 위해 물 펌프를 직접 구동하는 풍력 터빈 또는 태양 전지는 이를 보다 효율적인 프로세스로 만들 수 있지만 제한적입니다.이러한 시스템은 바람이 많이 불고 낮 시간에만 운동수량을 증가시킬 수 있다.2013년에 발표된 연구에 따르면 기존 양수 저장소와 결합된 옥상 태양광은 후쿠시마에서 손실된 원자로를 동등한 용량 [92]인자로 대체할 수 있다.

수력 발전 댐

대만 뉴타이페이의 페츠이 수력 발전 댐

대규모 저수지가 있는 수력 발전 댐도 가동하여 피크 수요 시 피크 발전량을 제공할 수 있다.물은 수요가 적은 기간 동안 저수지에 저장되고 수요가 많을 때 발전소를 통해 방출된다.순효과는 양수 저장소와 동일하지만 양수 손실은 없습니다.저장용량에 따라 발전소는 일일, 주간 또는 계절별 부하를 다음에 제공할 수 있다.

많은 현존하는 수력 발전 댐은 꽤 오래되었고(예를 들어, 후버 댐은 1930년대에 건설되었다), 원래의 설계는 풍력이나 태양열과 같은 새로운 간헐적 동력원보다 수십 년 더 앞서 있다.원래 베이스로드 전력을 공급하기 위해 건설된 수력 발전 댐은 저수지로 유입되는 물의 평균 흐름에 따라 발전기의 크기를 갖출 것이다.이러한 댐을 추가 발전기로 업그레이드하면 최대 전력 출력 용량이 증가하여 가상 그리드 에너지 저장 [93][94]장치로 작동할 수 있는 용량이 증가합니다.미국 매립국은 기존 [93]댐을 고도화하기 위한 투자비용이 킬로와트당 69달러라고 발표했는데, 이에 비해 석유를 이용한 피크 발전기의 경우 킬로와트당 400달러 이상이라고 합니다.상향식 수력 발전 댐은 다른 발전 장치의 과잉 에너지를 직접 저장하지는 않지만, 다른 발전 장치의 높은 생산량 기간 동안 유입되는 강물을 자체 연료로 축적함으로써 동등하게 동작한다.이와 같이 가상 그리드 저장 유닛으로 기능하는 상향식 댐은 가장 효율적인 에너지 저장 형태 중 하나입니다. 댐은 저수지를 채울 펌핑 손실이 없고 증발 및 누출로 인한 손실만 증가하기 때문입니다.

대규모 저수지를 봉쇄하는 댐은 하천 유출을 제어하고 저수지를 몇 미터 높이거나 낮추면 그에 상응하는 양의 에너지를 저장하고 방출할 수 있다.댐 운영에는 제한이 적용되며, 댐 방류는 일반적으로 강 하류에 미치는 영향을 제한하기 위해 정부가 규제하는 수권의 대상이 된다.예를 들어, 베이스로드 화력발전소, 원자력 또는 풍력 터빈이 이미 야간에 과잉 전력을 생산하고 있는 그리드 상황이 있다. 댐은 여전히 발전 여부에 관계없이 적절한 강 수위를 유지하기 위해 충분한 양의 물을 방출해야 한다.반대로, 최대 용량에는 한계가 있으며, 이를 초과하면 매일 [95]몇 시간 동안 강이 범람할 수 있습니다.

초전도 자기 에너지

초전도 자기 에너지 저장 장치(SM) 시스템은 초전도 임계 온도보다 낮은 온도로 저온 냉각된 초전도 코일의 직류 전류 흐름에 의해 생성된 자기장에 에너지를 저장합니다.전형적인 SMES 시스템은 초전도 코일, 전력 조절 시스템 및 저온 냉각 냉장고의 세 부분으로 구성됩니다.일단 초전도 코일이 충전되면 전류가 붕괴되지 않고 자기 에너지를 무한히 저장할 수 있습니다.코일을 방전함으로써 저장된 에너지를 네트워크에 다시 방출할 수 있습니다.전원 조절 시스템은 인버터/정류기를 사용하여 교류(AC) 전력을 직류로 변환하거나 DC를 AC 전원으로 다시 변환합니다.인버터/정류기는 각 방향에서 약 2~3%의 에너지 손실을 설명합니다.SMES는 다른 에너지 저장 방법에 비해 에너지 저장 프로세스에서 가장 적은 양의 전기를 손실합니다.SMES 시스템은 매우 효율적이며 왕복 효율이 95% 이상입니다.높은 초전도체 비용이 이 에너지 저장 방법을 상업적으로 사용하기 위한 주요 제한 사항입니다.

냉동에 필요한 에너지와 저장할 수 있는 총 에너지의 한계 때문에 SMES는 현재 단기 에너지 저장에 사용되고 있습니다.따라서 SMES는 전력 품질 향상에 가장 일반적으로 전념하고 있습니다.SMES를 유틸리티에 사용할 경우 야간에는 기본 부하 전력으로 충전되고 주간에는 피크 부하를 충족하는 주간 스토리지 디바이스입니다.

초전도 자기 에너지 저장 기술 과제는 아직 해결되지 않았습니다.

온도

덴마크에서 전력의 직접 저장은 기존 노르웨이 하이드로(Hydro)를 상당히 많이 사용하지만 매우 대규모 사용에는 너무 비싼 것으로 인식된다.대신 전극 보일러 또는 열 펌프로 가열되는 지역 난방 방식에 연결된 기존 온수 저장 탱크의 사용이 선호되는 접근법으로 보인다.저장된 열은 지역 난방 파이프를 사용하여 주거지로 전달됩니다.

녹은 소금은 태양열 발전탑에 의해 모아진 열을 저장하여 악천후나 [96]야간에 전기를 생산하는 데 사용된다.

건물 난방 및 냉방 시스템은 건물의 질량 또는 전용 열 저장 탱크에 열에너지를 저장하도록 제어할 수 있습니다.이 서멀 스토리지는 비수기 시간대에 전력 소비량 증가(스토리지 충전) 및 고가의 피크 [97]시간대에 전력 소비량 감소(스토리지 방전)를 통해 부하 시프트 또는 보다 복잡한 보조 서비스를 제공할 수 있습니다.예를 들어, 비수기 전기는 물로 얼음을 만드는데 사용될 수 있고, 얼음을 저장할 수 있다.저장된 얼음은 보통 전기 에어컨을 사용하는 대형 건물의 공기를 식히는 데 사용될 수 있으며, 따라서 전기 부하를 비수기 시간대로 이동할 수 있습니다.다른 시스템에서는 저장된 얼음사용하여 가스터빈 발전기의 흡기를 냉각함으로써 온피크 발전 용량과 온피크 효율을 높입니다.

펌프식 열저장시스템은 가역성이 높은 열엔진/열펌프를 사용하여 2개의 저장용기 사이에 열을 펌프하여 한쪽을 가열하고 다른 한쪽을 냉각한다.이 시스템을 개발 중인 영국에 본사를 둔 엔지니어링 회사인 Isentropic은 전력 공급 효율이 72~80%[98]에 달할 수 있다고 주장하고 있습니다.

Carnot 배터리는 열 저장에 전기를 저장하고 저장된 열을 열역학 사이클을 통해 전기로 변환하는 에너지 저장 시스템의 한 유형입니다.이 개념은 최근 [99]많은 연구 프로젝트에서 조사 및 개발되었습니다.이러한 유형의 시스템의 장점 중 하나는 대규모 및 장기간의 열 스토리지 비용이 다른 스토리지 기술보다 훨씬 저렴할 수 있다는 것입니다.

고체 질량의 중력 퍼텐셜 에너지 저장소

다른 방법으로는 중력에 대항해 큰 고체 질량을 위쪽으로 이동시켜 에너지를 저장하는 방법이 있습니다.이것은 오래된 광산[100] 갱도 안이나 에너지를 저장하기 위해 무거운 추를 윈치로 들어올려 제어된 하강이 에너지를 [101][102]방출할 수 있도록 하는 특수 건설된 타워에서 달성될 수 있습니다.철도 에너지 저장소에서, 큰 무게를 실은 철도 차량은 경사 레일 트랙의 한 구간을 오르내리면서 에너지를 저장하거나 [103]방출합니다. 사용되지 않는 유정 전위 에너지 저장소에서 중량은 해체된 깊은 유정에서 상승 또는 하강합니다.

경제학

전력 저장의 수평화된 비용은 저장 유형 및 목적에 따라 크게 달라집니다. 즉, 2차 이하의 주파수 조절, 1분/시간 단위의 피크기 플랜트 또는 주간/주간 단위의 계절 [104][105][106]저장입니다.

배터리 스토리지 사용료는 1MWh당 120[107]~170달러라고[108] 합니다.이는 2020년 기준으로 MWh당 약 $151–[109]198의 비용이 드는 개방 사이클 가스 터빈과 비교된다.

일반적으로 에너지 저장소는 에너지 저장 및 회수 비용 및 프로세스에서 손실되는 에너지 가격보다 전력의 한계 비용이 더 많이 변동될 때 경제적입니다.예를 들어 펌프 저장 저장소가 모든 손실을 고려한 후 1,200 MW/h를 생산할 수 있는 부피의 물을 상부 저장소로 펌핑할 수 있다고 가정한다(저장소의 증발 및 침출, 효율성 손실 등).비수기 시간 동안의 전기 한계 비용이 MW/h당 15달러이고 저장소가 75%의 효율로 작동할 경우(즉, 1,600 MW/h가 소비되고 1,200 MW/h의 에너지가 회수됨), 저장소의 총 충전 비용은 24,000달러이다.저장된 모든 에너지가 다음날 피크 시간대에 MW/h당 평균 40달러에 판매되면 저장소의 하루 수익은 48,000달러, 총 이익은 24,000달러가 됩니다.

그러나 전력의 한계비용은 발전기 [110]종류에 따라 운영비용과 연료비용이 다르기 때문에 다르다.석탄 화력발전소와 원자력발전소와 같은 베이스 로드 발전소는 자본 및 유지관리 비용은 높지만 연료 비용은 낮기 때문에 한계 비용 발생기가 낮다.다른 극단적으로, 가스터빈 천연 가스 플랜트와 같은 피크 발전소는 비싼 연료를 소모하지만 건설, 운영 및 유지 보수 비용이 저렴합니다.전력생산의 총운용비용을 최소화하기 위해 대부분의 경우 기본부하발전기를 파견하지만 피크시 발전기는 통상 에너지수요가 최고조에 달할 때만 파견됩니다.이것을 「경제 디스패치」라고 부릅니다.

전 세계의 다양한 전력망으로부터의 전력 수요는 하루의 경과와 계절에 따라 달라집니다.대부분의 경우, 전기 수요의 변동은 1차 소스에서 공급되는 전기 에너지의 양을 바꿈으로써 충족된다.그러나 점점 더 많은 사업자들이 야간에 생산되는 저비용 에너지를 저장했다가 더 가치가 [111]높은 낮의 피크 시간대에 그리드에 방출하고 있다.수력 발전 댐이 존재하는 지역에서는 수요가 증가할 때까지 방류를 지연시킬 수 있다. 이러한 형태의 저장고는 일반적이며 기존 저장고를 활용할 수 있다.이는 다른 곳에서 생산된 "잉여" 에너지를 저장하는 것은 아니지만, 효율 손실은 없지만 순효과는 동일합니다.풍력 및 태양광같이 다양한 생산량을 가진 재생 가능한 공급은 전기 부하의 순 변동을 증가시켜 그리드 에너지 저장의 기회를 증가시키는 경향이 있다.

사용하지 않는 전기에 대한 대체 시장을 찾는 것이 전기를 저장하려고 하는 것보다 더 경제적일 수 있습니다.고전압 직류는 1000km당 3%만 손실하여 전기를 전송할 수 있습니다.

미국 에너지부의 국제 에너지 저장소 데이터베이스(International Energy Storage Database)는 그리드 에너지 저장소 프로젝트의 무료 목록을 제공하며, 그 중 상당수는 자금 출처와 [112]금액을 보여줍니다.

부하 레벨링

소비자와 산업의 전력 수요는 다음과 같은 범주 내에서 지속적으로 변화하고 있습니다.

  • 계절적(어두운 겨울에는 더 많은 전기 조명과 난방이 필요하지만, 다른 기후에서는 더운 날씨가 에어컨에 대한 수요를 증가시킵니다.)
  • 주간(대부분의 업계가 주말에 휴무하여 수요가 감소)
  • 매일(오피스가 열려 있고 에어컨이 켜져 있는 아침 피크 등)
  • Hourly(영국에서 TV 시청 수치를 추정하는 한 가지 방법은 시청자가 주전자를[113] 켜러 갈 때 광고 시간이나 프로그램 후에 전력 스파이크를 측정하는 것입니다.)
  • 일시적(개인의 행동, 송전 효율의 차이 및 기타 고려해야 할 작은 요인에 의한 변동)

현재 수요 변화에 대처하기 위한 세 가지 주요 방법이 있습니다.

  • 일반적으로 필요한 작동 전압 범위(일반적으로 110~120V 또는 220~240V)를 가진 전기 장치.약간의 부하 변화는 시스템 전체에서 사용 가능한 전압의 약간의 변화에 따라 자동으로 평활됩니다.
  • 발전소는 정상 출력 이하로 가동할 수 있으며, 발전량을 거의 즉각적으로 증가시킬 수 있습니다.이를 '회전 예비'라고 합니다.
  • 추가 세대를 온라인으로 전환할 수 있습니다.일반적으로 수력 발전 또는 가스터빈으로 몇 분 안에 가동할 수 있습니다.

대기 가스 터빈의 문제는 높은 비용입니다. 고가의 발전 장비는 대부분의 시간 동안 사용되지 않습니다.방적 예비비도 비용이 듭니다.최대 생산량을 밑도는 플랜트는 보통 효율이 떨어집니다.그리드 에너지 스토리지는 피크 부하 시간대에서 오프 피크 시간대로의 발전 전환에 사용됩니다.발전소는 야간과 주말에 최고 효율로 가동할 수 있습니다.

공급-수요 레벨링 전략은 피크 전력 공급 비용을 줄이거나 풍력 및 태양광 발전의 간헐적 발전을 보상하기 위한 것일 수 있다.

휴대성

이 분야는 현재 에너지 스토리지 테크놀로지의 가장 큰 성공을 거둔 분야입니다.일회용 및 충전식 배터리는 어디에나 있으며 디지털 시계 및 자동차와 같이 다양한 요구를 가진 장치에 전력을 공급합니다.그러나 배터리 기술의 진보는 일반적으로 느리고 배터리 수명의 진보는 소비자들이 스토리지 용량의 증가보다는 효율적인 전원 관리에 기인한다고 생각하는 경우가 많습니다.휴대용 가전제품 무어의 법칙과 관련된 크기와 전력 절감으로 큰 혜택을 받았습니다.불행히도, Moore의 법칙은 인력 및 화물 운송에는 적용되지 않습니다. 운송에 필요한 기본적인 에너지 요구 사항은 정보 및 엔터테인먼트 애플리케이션보다 훨씬 높습니다.자동차, 트럭, 버스, 기차, 선박 및 항공기의 내연기관 대체에 대한 압력이 증가함에 따라 배터리 용량이 문제가 되고 있습니다.이러한 사용에는, 현재의 배터리 테크놀로지가 제공할 수 있는 에너지 밀도(특정 용량 또는 중량으로 보관되는 에너지량)가 훨씬 더 필요합니다.액체 탄화수소 연료(휘발유/휘발유디젤 )는 물론 알코올(메탄올, 에탄올 및 부탄올)과 지질(직선 식물성 기름, 바이오디젤)은 에너지 밀도가 훨씬 높습니다.

이산화탄소와 물을 액체 탄화수소 또는 알코올 연료로 [114]줄이기 위해 전기를 사용하는 합성 경로가 있습니다.이러한 경로는 수소를 생성하기 위해 물의 전기 분해에서 시작하여, 역수성 가스 이동 반응의 변화에서 수소가 과잉되어 이산화탄소를 감소시킵니다.이산화탄소의 비화석 공급원에는 발효 플랜트와 하수 처리 플랜트가 포함된다.전기 에너지를 탄소 기반 액체 연료로 변환하는 것은 수소나 다른 이국적인 에너지 운반체를 상대하는 어려움 없이 자동차 및 기타 엔진 구동 장치의 많은 기존 재고에서 사용할 수 있는 휴대용 에너지 저장소를 제공할 수 있습니다.이러한 합성 경로는 수입 석유에 의존하지만 재생 가능 또는 핵 전기의 대규모 공급원을 보유하고 있거나 개발할 수 있는 국가의 에너지 보안을 개선하려는 시도와 관련하여 관심을 끌 수 있을 뿐만 아니라 수입 가능한 석유량의 향후 감소를 처리할 수 있다.

운송 부문은 석유에서 나오는 에너지를 매우 비효율적으로 사용하기 때문에, 석유를 이동 에너지용 전기로 대체하는 것은 수년 [citation needed]동안 매우 큰 투자를 필요로 하지 않을 것이다.

신뢰성.

전력으로 동작하는 디바이스는, 전원 장치의 갑작스런 전원 공급의 영향을 거의 받지 않습니다.UPS(무정전 전원장치)나 백업 제너레이터 등의 솔루션을 사용할 수 있지만, 이러한 솔루션은 비용이 많이 듭니다.효율적인 전력 저장 방법을 사용하면 장치에 전력 공급을 위한 백업 기능이 내장되어 발전소의 장애 영향을 줄일 수 있습니다.는 현재 연료전지와 플라이휠을 사용하여 이용할 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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추가 정보

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