实现北极偏远矿区100%可再生能源渗透的关键

从历史上看，为偏远的北极矿区发电主要由使用进口柴油组成——这是一种非常昂贵的操作，燃料价格达到每升1加元以上。当你考虑到成本和气候变化等日益增长的趋势，以及减少温室气体排放的推动时，矿山现在比以往任何时候都更有动力减少燃料的使用。其中许多地方都有世界级的季节性风能和太阳能资源，使可再生能源发电成为减少排放和成本的明显机会。

今天，许多矿山的目标是100%的可再生能源渗透，将风能、太阳能与能源储存结合起来，以提供所需的电力。然而，实现完全的可再生能源渗透并非易事，尤其是在北极地区。风能和太阳能的可变性使得长时间储能势在必行。根据运行情况，至少需要6到10小时的存储容量来实现这些高可再生渗透，如果负载不灵活，则需要更长的持续时间。

长时间存储应用的标准方法是使用锂离子电池，但由于有限的功率能量比，这种电池通常是超大的。这种超大尺寸可能导致锂离子电池成为提供长时间能量存储的昂贵选择。替代技术的选择是可取的。

抽水蓄能和压缩空气储能技术是长期储能技术的潜在选择，但两者都有地理限制，效率中低。另一方面，液流电池在长时间储能应用中变得越来越实用。以下是液流电池在北极地区的五个独特优势:

1. 改变功率能量比的能力，导致每兆瓦时的成本随着存储时间的增加而降低，同时与其他技术相比，也使用了更低成本的材料。
2. 与目前受逆变器或控制器响应时间限制的其他电池技术的响应时间相当，证明了提供短时间电网形成服务和长时间存储的能力。
3. 在超过数万次的循环中，能够在100%的放电深度下以最小的退化进行操作。这意味着需要最少的供应商维护和干预，减少了访问站点的需要。
4. 液流电池在运行过程中自加热，使系统保持在所需的工作温度，使它们能够在-40°C以下的恶劣北极气候下运行。电解液罐也含有热能，如果在短时间内空转，通常在几个小时内，系统冷却缓慢。
5. 最后，许多供应商提供完全集装箱化的模块化系统，最大限度地减少了现场安装要求并降低了成本。模块化系统可以在矿山寿命结束时重新安置到另一个地点，如果矿山寿命较短，则可以灵活使用。

尽管液流电池有很多好处，但要实现成功的北极远程部署，需要解决的挑战就更不用说了。液流电池需要的容器数量是同等容量的锂离子电池的三到四倍。集装箱必须运输到远程站点，导致每兆瓦时的初始运输成本更高，并且更复杂的运输物流。所需的更大面积也最终增加了工厂成本的平衡。与在北极部署的所有电池技术一样，需要增加加热器和绝缘材料，以防止在长时间空转期间结冰。液流电池也有适度的往返效率(70%到80%)。北极寒冷气候对系统效率的影响仍然相对未知，因为在寒冷气候下很少部署。随着更多系统的部署，人们将更好地了解北极恶劣条件的影响。

解决这些挑战是在北极偏远地区部署液流电池的关键一步。液流电池是一种独特的储能技术，目前被定位为实现100%可再生能源渗透的关键推手。减少化石燃料消耗和利用当地资源在偏远矿区发电的日益增长的动力提供了一个极好的机会。