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能源转型迫在眉睫储能技术成关注焦点

2021-08-12 来源:孝感机械信息网

能源转型迫在眉睫 储能技术成关注焦点

我国经历了经济的高速发展,能源转型迫在眉睫,世界各国都很重视储能领域的投资。伴随我国新能源产业的迅速发展,储能技术及其产业的发展日渐成为各方关注的重点。

储能应用主要集中在可再生能源发电移峰、分布式能源及微电网、电力辅助服务、电力质量调频、电动汽车充换电等,是解决新能源电力储存的关键,也因此备受企业青睐。国家应对气候变化战略研究和国际合作中心主任李俊峰表示:“真正影响未来能源大格局的就是储能技术,一旦储能技术能够突破了,其他的都好解决。”

能源变革的迫切需求

储能技术已被视为电网运行过程中―采、发、输、配、用、储六大环节中的重要组成部分。系统中引入储能环节后,可以有效地实现需求侧管理,消除昼夜间峰谷差,平滑负荷,不仅可以更有效地利用电力设备,降低供电成本,还可以促进可再生能源的应用,也可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术的应用必将在传统的电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。

近几十年来,储能技术的研究和发展一直受到各国能源、交通、电力、电讯等部门的重视。电能可以转换为化学能、势能、动能、电磁能等形态存储,按照其具体方式可分为物理、电磁、电化学和相变储能四大类型。其中物理储能包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能;电磁储能包括超导、超级电容和高能密度电容储能;电化学储能包括铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫和液流等电池储能;相变储能包括冰蓄冷储能等。

化石能源呈逐年下降趋势,化石能源在整个20世纪所占的份额均在93%以上,其中煤炭能源占为主要部分,2050年化石能源份额将减至70%以下。

对新能源和可再生能源的研究和开发,寻求提高能源利用率的先进方法,已成为全球共同关注的首要问题。对中国这样一个能源生产和消费大国来说,既有节能减排的需求,也有能源增长以支撑经济发展的需要,这就需要大力发展储能产业。

高成本困扰整个储能行业发展

中国电力企业联合会行业规划与信息统计部副主任游敏就曾指出,储能行业财政补贴有关政策、办法目前还比较少;示范项目缺乏持续跟踪和及时反馈,还没有明确的电价和成本核算体系和成本回收等行动方案;鼓励和吸引投融资方面的政策也显不足。游敏还建议,制定相应的财政扶持政策,探索建立与电力市场化运营相配套的储能价格机制。

中关村储能产业技术联盟理事长俞振华也持类似观点,并提出了更为具体的建议。他表示,目前还看不到国内严格意义上的比较成功的储能应用。国内的储能示范项目已经不少,其中很多是微网项目。但是储能应用的核心问题是谁来为储能埋单,现在为储能埋单的方式都是一些研发经费、课题经费等。补偿机制缺位是目前储能行业所面临的集体性问题。现阶段出台一个市场化的电价补偿机制还是有必要的,有了补偿机制,埋单方、新能源发电方、业主以及市场资本方都能参与进来,形成了这个机制,产业才能发展起来。

技术成熟是破局关键

储能的发展还停留在示范项目上,没有得到大范围商业推广。

“从这方面看,我们跟世界的差距并不大,都没有真正进入商业化运行,都处在一个创新、运用示范和总结经验的阶段。”中国可再生能源学会理事长石定寰如是说。

但是,即使同样处在项目示范阶段,中外差异也很明显。“比如美国,多是综合性示范,包括商业模式和政策试验,不像我们仅仅是一种技术性示范。”石定寰说道。

业内人士表示,从技术上说,储能还不十分成熟,其不安全性、不稳定性、污染性、自放电等问题,以及在电力系统中所需要的较长磨合期,都使一些企业望而却步。

“如果储能本身的技术性问题解决不了,商业推广就无从谈起,这是前提条件。”天津大学建筑学院教授朱丽说。

即便是从全球角度而言,储能技术仍需通过大量示范性项目来不断完善和改进。“这是储能发展的必经阶段,也是储能技术大规模推广必需的前期准备。技术不成熟就不可能大范围推广,也就不可能实现规模化、产业化。”国家发改委能源研究所副所长王仲颖指出。

新型储能系统在通信领域的差异化应用已成趋势

铅酸蓄电池已经有了超过150年的发展历程,因为其成本低廉、技术成熟、维护方便的特点,一直是当前通信电源中应用广泛的储能电池,但铅酸蓄电池由于受制于理论特性和产品特点,未来已经难有明显的改进。

首先是循环寿命短。即使是循环性能相对好的铅酸电池,在电网质量差的区域,频繁深循环使用,仅能维持1年的寿命。此外,铅酸电池的寿命极大地依赖其工作温度,当温度增加时,加速极板的腐蚀和失水,电池寿命也随着变短。

其次是能量密度低。占地多、重量大、对地板承重要求高,这些问题随着通信设备数据传输量的不断增加越来越突出。

再次是易被盗。铅酸电池被盗后即可应用于多种场合,而且铅含量高,回收方便,这些都是铅酸电池被盗的原因。

后是环保问题。“铅污染主要出现在铅蓄电池的制造和回收过程中,其中一道工序是将铅熔化。熔化和回收过程容易产生污染。”职业知识国际协会总裁Perry Gottesfeld称。事实上,对于铅蓄电池行业来说,比生产环节更有可能造成污染的是回收环节。

因此,迫切需要在性能上表现优异,综合成本又不会增加太多的储能,来取代传统铅酸电池,此时,锂离子电池走入了人们的视线。

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