Батареи на расплавленной соли: ENEA стремится к 400 ГВтч к 2030 году

Опубликованы результаты европейского проекта SALTOpower, изучающего использование расплавленных солей для технологий хранения энергии.

ENEA публикует результаты европейского исследовательского проекта SALTOpower, который изучает использование технологий расплавленной соли в качестве материала для батарей и управления энергией.

По данным ENEA, батареи на расплавленной соли можно считать действенной стратегической альтернативой для хранения энергии в Европе, что подчеркивает их потенциал для интеграции возобновляемых источников энергии и снижения зависимости от критически важного сырья.

Результаты показывают, как системы хранения тепла могут гарантировать гибкость, стабильность сети и промышленную автономность. Исследования сосредоточены на интеграции систем расплавленной соли в многофункциональные энергетические центры, способные комбинировать электрическую, тепловую и химическую энергию.

В настоящее время, имея около 77 ГВтч установленной электроэнергии, Европа покрывает лишь ограниченную долю будущего спроса. В этом контексте хранилище расплавленной соли предлагается как масштабируемое модульное решение, также подходящее для изолированных или удаленных мест.

Жидкосолевые батареи: физические свойства и промышленные преимущества

Использование накопителей расплавленной соли основано на таких материалах, как смеси нитратных солей, уже широко распространенных в качестве удобрений, обладающих благоприятными техническими характеристиками для использования энергии. Эти материалы обеспечивают высокую термическую стабильность, высокую теплоемкость, низкое давление пара и широкий рабочий диапазон, что делает их пригодными для высокотемпературных процессов.

Эти свойства объясняют, почему расплавленные соли уже считаются стандартом в термодинамических солнечных системах. Их использование позволяет хранить энергию в моменты избыточного производства и высвобождать, когда спрос увеличивается или производство уменьшается, обеспечивая тем самым диспетчеризованное и программируемое снабжение.

Еще один стратегический элемент касается доступности сырья. В отличие от литий-ионных аккумуляторов, цепочка поставок которых в значительной степени сконцентрирована в Китае, в технологиях на основе расплавленных солей используются материалы, которые в изобилии или легко доступны в Европе, что помогает укрепить промышленную автономию континента.

Интеграция в энергетические системы

Интеграция расплавленных солевых батарей в энергетические системы представляет собой один из центральных аспектов проекта SALTOpower. Исследования направлены на создание многофункциональных энергетических хабов, где электрическая, тепловая и химическая энергия управляются скоординировано.

Эти системы позволяют соединять разные энергетические сети, стимулируя преобразование между разными носителями. Технологии «энергия-тепло» и «тепло-энергия» позволяют преобразовывать электроэнергию в тепло и наоборот, а процессы «тепло-газ» и «газ-тепло» еще больше расширяют возможности интеграции.

Аккумулирование тепла становится ключевым элементом для увеличения проникновения непрограммируемых возобновляемых источников, таких как ветер и фотоэлектрическая энергия, при одновременном уменьшении проблем со стабильностью энергосистемы.

Применение термоаккумулятора в батареях Карно

Одно из наиболее актуальных применений тепловых аккумуляторов, изученных в SALTOpower, касается так называемых батарей Карно. Эти системы используют термодинамические циклы для преобразования электрической энергии в тепловую, а затем обратно в электричество, что обеспечивает гибкое хранение высокой емкости.

В исследовании анализируются несколько технологических решений, в том числе резистивный нагрев и высокотемпературные тепловые насосы, а также циклы термического преобразования. Целью является оценка технических и экономических показателей этих решений, уделяя особое внимание интеграции в энергосистему.

Параллельно проект исследует производство возобновляемых газов посредством термо- и электрохимических процессов, таких как высокотемпературный электролиз и пиролиз биомассы. Эти технологии позволяют производить водород и синтез-газ, расширяя роль хранения расплавленной соли также в секторе возобновляемых источников топлива.

Европейский центр исследований в области хранения данных

Одной из сильных сторон технологий хранения расплавленной соли является их масштабируемость. Запасенную энергию можно увеличить, просто увеличив объем резервуаров, без изменения используемой жидкости или технологии.

За последние десять лет европейские исследования были сосредоточены на этой области, при этом были созданы специализированные инфраструктуры в Германии, Италии и Португалии. В частности, строительство экспериментального завода в Эворе укрепило возможности тестирования и разработки технологий расплавленной соли.

Проект SALTOpower направлен на создание европейской справочной структуры для исследований этих технологий, улучшение научных, технических и административных навыков исследователей и содействие созданию сетей между учреждениями и промышленностью.

Надежда на энергетическую безопасность Европы

Хранение расплавленной соли может сыграть стратегическую роль в обеспечении энергетической безопасности и устойчивости системы. Возможность использовать местные материалы снижает зависимость от внешних цепочек поставок и укрепляет конкурентоспособность европейской промышленности.

Кроме того, модульность систем позволяет устанавливать их даже в отдаленных или изолированных районах, помогая решить проблемы с доступом к энергии. Этот аспект особенно актуален для распространения возобновляемых источников энергии в несвязанных между собой контекстах или с ограниченной инфраструктурой.