在遥远的北极地区实现100%可再生能源渗透的关键

从历史上看，偏远的北极矿山主要使用进口柴油发电，这是一种非常昂贵的操作，燃料价格每升超过1加元。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努力，矿场现在比以往任何时候都更有动力减少燃料使用。其中许多地方都可以获得季节性的世界级风能和太阳能资源，这使得可再生能源发电成为减少排放和成本的明显机会。

如今，许多矿山的目标是通过将风能和太阳能与储能相结合来提供所需的电力，实现100%的可再生能源渗透。然而，实现可再生能源的全面渗透并非易事，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。根据操作的不同，至少需要6到10小时的存储容量来实现这些高可再生穿透，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，但由于功率能量比有限，这种电池通常超大。这种尺寸过大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。替代技术方案是可取的。

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和中等至低的效率。另一方面，液流电池在更长时间的储能应用中正变得越来越实用。以下是用于北极装置的液流电池的五个独特优势:

1. 改变电能比的能力，使得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，还使用了成本更低的材料。
2. 与其他电池技术的响应时间相当，目前受到逆变器或控制器响应时间的限制，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%的放电深度下运行，最小的退化。这意味着只需要最少的供应商维护和干预，减少了访问站点的需要。
4. 液流电池在工作过程中可以自我加热，使系统保持在所需的工作温度，使它们能够在零下40°C以下的北极恶劣气候下工作。电解液罐也包含热能，如果空转短时间，通常超过几个小时，系统冷却缓慢。
5. 最后，许多供应商提供完全集装箱的模块化系统，最大限度地减少现场安装要求，降低成本。模块化系统可以在矿井寿命结束时搬迁到另一个地点，如果矿井寿命较短，则具有灵活性。

尽管液流电池有许多好处，但要实现成功的远程北极部署，还需要解决一些挑战，这是我的疏忽。液流电池所需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，运输物流更复杂。更大的占地面积最终也增加了工厂成本的余额。与部署在北极地区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%至80%)。寒冷的北极气候对系统效率的影响仍然相对未知，因为在寒冷气候下的部署很少。随着越来越多的系统部署，人们将更好地了解北极恶劣条件的影响。

解决这些挑战是实现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动者。减少化石燃料消耗和利用当地资源在偏远矿区发电的呼声日益高涨，这是一个绝佳的机会。