Yenilenebilir enerji üretiminin yaygınlaşmasıyla birlikte, uzun süreli enerji depolama sistemleri geliştirilmesi bir trend haline gelmiş olup, büyük ölçekli uzun süreli enerji depolama için teknik yollar esas olarak pompajlı depolama, erimiş tuz termal depolama, sıvı akım depolama, basınçlı hava depolama ve hidrojen depolama olmak üzere beş kategoriye ayrılmaktadır. Bu aşamada, pompajlı depolama uygulaması en olgun olanıdır, ancak basınçlı hava enerji depolamasının avantajları arasında büyük ölçekli olması, yüksek verimlilik, düşük maliyet, çevre dostu ve temiz olması ve coğrafi kısıtlamalardan kurtulabilmesi yer almaktadır; bu nedenle pompajlı depolamaya bir tamamlayıcı olması beklenmektedir.
Sıkıştırılmış hava enerjisi depolama, uzun süreli enerji depolama sistemleri arasında yer alır ve 4 saatten uzun süreler veya günler, aylar süren şarj ve deşarj döngüsüne sahip enerji depolama sistemleri sayesinde, yeni enerji üretimindeki dalgalanmaları düzenlemede üstün avantajlara sahiptir.
Çin Bilimler Akademisi Mühendislik Termofiziği Enerji Depolama Araştırma ve Geliştirme Merkezi Direktörü XuYuJie'nin açıklamasına göre, gelecekte ülkemizin elektrik sistemi, ana güç kaynağı olarak yeni bir enerji türüyle çalışacak ve rüzgar enerjisi, fotovoltaik enerji üretimi ve diğer yenilenebilir enerji üretim yöntemleri dalgalanma ve kesintili bir yapıya sahip olacak. Bunların büyük ölçekli olarak elektrik şebekesine entegre edilmesi güvenlik risklerine yol açacaktır. Bu noktada, elektrik sistemini düzenlemek için esnek bir düzenleyici kaynak olarak enerji depolama sistemine ihtiyaç duyulmaktadır. Sıkıştırılmış hava enerjisi depolama sistemleri bu konuda öne çıkmaktadır.
“Sıkıştırılmış hava enerjisi depolama teknolojisi yeni değil, geleneksel sıkıştırılmış hava enerjisi depolama teknolojisi Almanya ve Amerika Birleşik Devletleri'nde uzun yıllardır uygulanmaktadır, ancak geleneksel sıkıştırılmış hava enerjisi depolama teknolojisi fosil yakıtlara bağımlıdır, büyük doğal mağaralara ihtiyaç duyar, enerji depolama verimliliği düşüktür ve diğer sorunları nedeniyle büyük ölçekli yaygınlaşması her zaman sınırlıdır.” Xu Yujie, Çin'in gelişmiş sıkıştırılmış hava enerjisi depolama sisteminin sıkıştırılmış ısıyı geri dönüştürdüğünü, artık fosil yakıt kullanmadığını ve yer üstü depolama cihazları, yapay odalar ve yer altı doğal mağaraları gibi çeşitli şekillerde depolama odaları oluşturmak için kullanılabildiğini söyledi. Ayrıca, sistem enerji depolama verimliliğini büyük ölçüde artırır.
Şu anda Çin, 100 MW'lık gelişmiş sıkıştırılmış hava enerjisi depolama teknolojisini kullanarak, uluslararası alanda ilk 100 MW'lık gelişmiş sıkıştırılmış hava enerjisi depolama gösteri santralini inşa etti ve elektrik üretmek için şebekeye başarıyla bağlandı. Hebei eyaletinin Zhangbei ilçesinde bulunan santral, dünyada inşa edilen ve işletilen en büyük ve en iyi performansa sahip yeni sıkıştırılmış hava enerjisi depolama santrali projesidir. Yıllık 132 milyon kWh'e kadar elektrik üretebilen santral, yaklaşık 50.000 kullanıcı için tepe güç koruması sağlıyor. Aynı zamanda, yıllık 42.000 ton standart kömür tasarrufu sağlıyor ve 109.000 ton karbondioksit emisyonunu azaltıyor.
Sıkıştırılmış gaz enerji depolamasının diğer yeni enerji depolama türlerine göre avantajları nelerdir? Genel olarak, güvenli, uzun ömürlü ve yüksek patlayıcı gücü olarak özetlenebilir. Öncelikle, sıkıştırılmış gaz enerji depolaması çok güvenlidir. Sıvılaştırılmış karbondioksit enerji depolama projesini örnek olarak ele alırsak, karbondioksitin sıvılaştırılması çok kolay olduğundan, depolanması için sadece birkaç megapaskal basınca ihtiyaç duyulur; yüksek basınçlı gaz depolamasının getirdiği gizli tehlikelerden endişe etmeye gerek yoktur. Aynı zamanda karbondioksit toksik olmayan, yanıcı olmayan ve patlayıcı olmayan bir gazdır, bu nedenle güvenliği çok iyidir. Ek olarak, tamamen mekanik cihazlar olduğu için, sıkıştırılmış hava enerji depolama sistemlerinin ömrü normal bakım altında 30-50 yıla ulaşabilir. “Sıkıştırılmış hava enerji depolaması, termal döngüye dayalı fiziksel bir süreçtir ve güvenlik ve performans düşüşü açısından doğal avantajlara sahiptir ve en umut vadeden büyük ölçekli enerji depolama teknolojilerinden biri olarak kabul edilir.” Çin Bilimler Akademisi Mühendislik Termofiziği Enstitüsü'nden araştırmacı Chen Haisheng, bu avantajlara dayanarak, sıkıştırılmış hava enerjisi depolama teknolojisinin uygulanmasının, ülkenin çift karbon stratejik hedeflerinin gerçekleştirilmesi ve doğal çevrenin iyileştirilmesi için büyük stratejik öneme ve büyük pazar talebine sahip olduğunu belirtmiştir.
Sıkıştırılmış hava enerjisi depolamasının enerji patlamasının nispeten güçlü olduğunu belirtmekte fayda var. Bu, bazı özel uygulamalarda doğrudan kullanılabilir. Örneğin, büyük gemilerde kullanılan dizel motorlarda, sıkıştırılmış hava normalde bir basınç tankında depolanır ve yakıt enjeksiyonuna başlamadan önce krank milini döndürmek için özel bir marş valfi aracılığıyla doğrudan pistona etki eder. Bu düzenleme, aynı boyuttaki bir elektrikli marş motoruna göre daha kompakt ve daha ucuzdur ve geminin jeneratörüne ve dağıtım sistemine aşırı yük bindirmeden gerekli olan son derece yüksek güç patlamalarını sağlayabilir.
Çin, basınçlı hava enerjisi depolama sistemleri konusunda büyük ölçekli gösterim ve uygulamaları daha da güçlendiriyor, mühendislik tasarımı ve yapımında deneyim biriktiriyor ve yapım ve uygulamayı daha da hızlandırmak için eksiksiz ve olgun bir sanayi zinciri geliştiriyor.
Yayın tarihi: 14 Eylül 2023
