2022年3月22日,,國家發(fā)展改革委,、國家能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》(以下簡稱《規(guī)劃》)的通知,展望2035年,,能源高質(zhì)量發(fā)展取得決定性進展,,基本建成現(xiàn)代能源體系,可再生能源發(fā)電成為主體電源,。根據(jù)歐洲光伏工會(EPIA)的預(yù)測,,到2040年,可再生能源占總體能源結(jié)構(gòu)的比例將達到總能源消耗量的50%以上,,光伏發(fā)電所占比例將超過20%,;至21世紀末,在能源總供給中可再生能源占比將超過80%,光伏發(fā)電占比將超過60%,。能源網(wǎng)絡(luò)也在發(fā)生變化,,以適應(yīng)日益增長的能源需求,同時也支持可再生能源的滲透,,而能源網(wǎng)絡(luò)的變化過程中必然會增加大量的儲能系統(tǒng),。儲能系統(tǒng)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機性、波動性問題,,可以實現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,,有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,,使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng),,提高綠色能源整體利用率?!兑?guī)劃》的順利實現(xiàn),,儲能是關(guān)鍵要素。
按照能量儲存方式的不同,,儲能可分為物理儲能,、化學(xué)儲能、電磁儲能三類,。其中物理儲能主要包括抽水蓄能,、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等,,化學(xué)儲能主要包括鉛酸電池,、鋰離子電池、鈉硫電池,、液流電池等,,電磁儲能主要包括超級電容器儲能、超導(dǎo)儲能等,。
新能源儲能技術(shù)中,,鋰離子電池是首選。鋰離子電池儲能性能較好,,使用壽命長,,循環(huán)次數(shù)高。一般情況下,,鋰離子電池可循環(huán)3000次左右,,鈦酸鋰電池則高達2.5萬次。鋰離子電池的新增裝機規(guī)模在全球和國內(nèi)都居于榜首,,國內(nèi)眾多企業(yè)布局鋰離子電池儲能技術(shù),;電池梯次利用延長了鋰離子電池的使用壽命,使其進一步降低成本。鉛蓄電池技術(shù)成熟,,電池材料來源廣泛,,成本較低,鉛炭電池90min便可充滿,,減少了負極硫酸鹽化現(xiàn)象,,延長了電池壽命,且功率密度也得到提高,,是鉛蓄電池技術(shù)發(fā)展的主流方向,。鈉硫電池能量密度高達760Wh/kg,轉(zhuǎn)換效率接近100%,,電池循環(huán)次數(shù)高達2500次,。然而,成本高昂對工作環(huán)境要求很苛刻,,300℃才能啟動,,鈉硫儲能電池在國外應(yīng)用較多,國內(nèi)未能大規(guī)模推廣,。液流電池采用正負極電解液單獨循環(huán)的特殊結(jié)構(gòu),,提高了化學(xué)反應(yīng)效率,能量轉(zhuǎn)換效率可達96%以上,,能量密度達92Wh/kg,,循環(huán)次數(shù)為13000次左右,使用壽命在20年左右,。由于液流電池技術(shù)成熟度不高,體積較大,,價格方面也不占優(yōu)勢,,因此在國內(nèi)應(yīng)用并不廣泛。目前,,在化學(xué)存儲方面,,科研人員的研究方向主要放在材料屬性和能力改進上,包括電極,、電解質(zhì),、新型膜和分離器等的優(yōu)化,最有希望的技術(shù)包括Li-S,、M-Air和固態(tài)電池及新的液流電池和混合電容器,。
新能源儲能技術(shù)中的蓄熱儲能裝置有助于減少住宅、非住宅和工業(yè)的二氧化碳排放量,。然而,,蓄熱儲能面臨著成本和穩(wěn)定性問題,開發(fā)適用于各種溫度范圍、各種容器的蓄熱儲能裝置,,蓄熱儲能裝置的隔熱問題及系統(tǒng)的設(shè)計和集成等還在研究中,。
存儲系統(tǒng)方面的未來研發(fā)方向包括增加存儲容量、促進與綠色能源的整合,、具有更高的循環(huán)壽命和效率以及更高的放電時間能力等,,其中最重要的是可靠性高的混合解決方案的設(shè)計和研發(fā)。
美國,、日本將儲能當作一個獨立產(chǎn)業(yè)來看待并出臺了專門的扶持政策,,中國也應(yīng)該重視儲能的發(fā)展,鼓勵相關(guān)技術(shù)的研發(fā),,出臺相關(guān)政策,,以順利實現(xiàn)可再生能源發(fā)電成為主體電源、新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實質(zhì)性成效的目標,。
(文章來源:中國建材報)