我國(guó)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)分析

　　大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)，即時(shí)間長(zhǎng)、功率大，適用于電網(wǎng)的儲(chǔ)能技術(shù)。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)需滿足安全、性價(jià)比高、環(huán)境友好等條件。大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)被認(rèn)為是支撐可再生能源普及的戰(zhàn)略性技術(shù)，在電力系統(tǒng)發(fā)展和能源變革有望發(fā)揮重要作用。目前主要應(yīng)用的幾種儲(chǔ)能技術(shù)，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。

　　抽水蓄能

　　抽水蓄能作為一項(xiàng)100年歷史的技術(shù)，是目前最為成熟的儲(chǔ)能技術(shù)，到2018年底國(guó)內(nèi)已建成34座抽水蓄能電站，總裝機(jī)容量有30025MW。這種儲(chǔ)能原理為利用上下水庫(kù)的地勢(shì)高低差、對(duì)勢(shì)能和電能進(jìn)行轉(zhuǎn)換，除了充放電過(guò)程中的能量損耗，自身的損耗極低，可實(shí)現(xiàn)高達(dá)80%的轉(zhuǎn)換效率，而且使用壽命長(zhǎng)，儲(chǔ)能成本相對(duì)較低廉。但是抽水蓄能能量密度低，初次投資成本較高，受地形、生態(tài)環(huán)境等條件的限制，建設(shè)周期較長(zhǎng)，經(jīng)濟(jì)性差、投資回報(bào)周期長(zhǎng)。

　　壓縮空氣儲(chǔ)能

　　壓縮空氣儲(chǔ)能原理為利用低谷電用壓縮機(jī)將空氣壓縮并存于儲(chǔ)氣室，待高峰電時(shí)將空氣加熱從儲(chǔ)氣室釋放驅(qū)動(dòng)發(fā)電。儲(chǔ)氣室可利用現(xiàn)有鹽穴、廢棄礦井等等，節(jié)省部分投資資金，而且儲(chǔ)能系統(tǒng)具有壽命長(zhǎng)、效率高、成本低、安全環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，且建設(shè)周期較短，與其他儲(chǔ)能技術(shù)相比，壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)還具有投資少、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、運(yùn)行方式靈活、經(jīng)濟(jì)性能高、占地面積小的特點(diǎn)。以常州金壇鹽穴壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目為例，電換電效率可達(dá)到60%。國(guó)內(nèi)貴州畢節(jié)、河北廊坊、江蘇常州等地已有項(xiàng)目實(shí)施，另有山東肥城、陜西榆林等地也有壓縮空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目簽約。

　　鋰離子電池

　　鋰離子電池因其能量密度高、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，近些年來(lái)在儲(chǔ)能市場(chǎng)的電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。2018年儲(chǔ)能裝機(jī)量中，鋰離子電池僅次于抽水蓄能。目前電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)中，鋰離子電池占比達(dá)94%。鋰離子電池雖然在運(yùn)行度電成本和安全方面還存在一些問(wèn)題，而隨著電動(dòng)汽車的推廣應(yīng)用，鋰電池儲(chǔ)能成本正在不斷下降，儲(chǔ)能應(yīng)用場(chǎng)景逐步成熟。

　　液流電池

　　液流電池目前技術(shù)最成熟的體系之一全釩液流電池，早期有鐵、鉻液流，由于儲(chǔ)能介質(zhì)為水溶液，耐高低溫，不易發(fā)生爆炸和燃燒，安全環(huán)保、壽命長(zhǎng)，而且電解液可反復(fù)循環(huán)利用。電池充放電循環(huán)次數(shù)在15000次以上，使用年數(shù)在15年到20年，循環(huán)壽命長(zhǎng)。能量轉(zhuǎn)換效率高、約80%，響應(yīng)速度快，可深度放電，適合大電流快速充放電。此外液流電池儲(chǔ)能容量大選址自由，從數(shù)百千瓦時(shí)至數(shù)百兆瓦時(shí)，尤其適合大容量固定儲(chǔ)能場(chǎng)合。全釩液流電池成本與鉛蓄、鋰離子電池相比依然較高。

　　鉛酸電池/鉛炭電池

　　鉛酸電池向來(lái)以其高安全性、價(jià)格低廉、可靠等優(yōu)秀品質(zhì)，是比較成熟的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。但存在循環(huán)壽命短、不可深度放電、運(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用高等缺點(diǎn)，且廢棄電池對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。經(jīng)過(guò)技術(shù)改進(jìn)的鉛炭電池在保持原有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，大幅度提高了循環(huán)壽命、比功率和低溫性能，目前也已在儲(chǔ)能領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

　　鈉離子電池

　　與鋰離子電池相比，鈉離子電池發(fā)展緩慢。相比較而言鈉離子電池具有高比容量和循環(huán)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，以鈉鎳電池為例，其適應(yīng)溫度范圍廣、安全性高、循環(huán)壽命長(zhǎng)。且作為儲(chǔ)能關(guān)鍵元素鈉元素的存儲(chǔ)量遠(yuǎn)高于鋰，使鈉鎳電池成本遠(yuǎn)低于鋰離子電池。此外還有水系鈉離子電池，克服了傳統(tǒng)水系電池的高污染、壽命短的缺點(diǎn)，能夠滿足大型儲(chǔ)能系統(tǒng)安全、長(zhǎng)壽命、低成本、環(huán)保等要求。

　　氫能

　　氫能能量密度高，氧化后釋放能量后生成水，安全環(huán)保。氫氣既可以通過(guò)燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。氫氣的來(lái)源多種多樣，可以利用風(fēng)電、光伏等棄電進(jìn)行電解水制備，也可利用甲醇重整制氫、煤電制氫，在儲(chǔ)存環(huán)節(jié)可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求，但目前氫能的制氫、儲(chǔ)氫環(huán)節(jié)成本較高，氫能技術(shù)還有待進(jìn)一步發(fā)展促進(jìn)成本下降。近期氫能市場(chǎng)大熱，多個(gè)省市有規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)園、發(fā)布?xì)淠馨l(fā)展路線。

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