電能是一種當(dāng)今被大量使用的能源,但是由于其特性,電能的產(chǎn)生、傳輸、使用都是在同一瞬間完成的。如果電能能夠被大量的儲(chǔ)存,將給傳統(tǒng)電網(wǎng)的傳輸、調(diào)度、定價(jià)上發(fā)生很大的改變。本系列文章將介紹當(dāng)今應(yīng)用較多的各類儲(chǔ)能技術(shù),為廣大讀者科普儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)的基礎(chǔ)性知識(shí)與其在我國的發(fā)展現(xiàn)狀。
儲(chǔ)能技術(shù)綜述
在全球碳中和的目標(biāo)下,風(fēng)電、光伏發(fā)電將成為清潔能源絕對主力,裝機(jī)量和在電網(wǎng)中的比重不斷上升但新能源發(fā)電具有不穩(wěn)定性、隨機(jī)性、間歇性,無法保證長時(shí)穩(wěn)定地輸出供電,對電網(wǎng)的穩(wěn)定平衡控制提出了挑戰(zhàn),為保障電網(wǎng)的發(fā)電-用電的實(shí)時(shí)平衡,儲(chǔ)能將成為綠電消納以及電網(wǎng)安全的必要保障,在發(fā)電、電網(wǎng)、用電側(cè)都會(huì)得到廣泛應(yīng)用。
從技術(shù)原理上講儲(chǔ)能主要分為物理儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電氣儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能,儲(chǔ)能最主流的技術(shù)包含以下幾類:
1抽水蓄能
抽水蓄能是最成熟的儲(chǔ)能技術(shù),技術(shù)優(yōu)、成本低、壽命長、容量大、效率高,常規(guī)抽水蓄能電站LOCE為0.23-0.34/kwh是當(dāng)前最經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能方式。目前我國抽水蓄能累計(jì)裝機(jī)已達(dá)104.3GW到2030年我國抽水蓄能投產(chǎn)總規(guī)模將達(dá)1.2億千瓦。
2鋰離子電池儲(chǔ)能
鋰離子電池儲(chǔ)能正處于超級爆發(fā)周期,2021年國內(nèi)儲(chǔ)能鋰電池出貨量48GWh其中用于電力儲(chǔ)能29GWh同比增長339%,當(dāng)前鐵鋰儲(chǔ)能是最成熟的電化學(xué)儲(chǔ)能,在海外高電價(jià)地區(qū)已具有較好的經(jīng)濟(jì)性。
3壓縮空氣儲(chǔ)能
壓縮空氣儲(chǔ)能在此前受制于儲(chǔ)能效率較低電量損耗成本較高隨著技術(shù)進(jìn)步轉(zhuǎn)化效率已經(jīng)上升至70%-75%,雖低于抽水蓄能但已具備大規(guī)模商業(yè)化條件,目前度電成本0.252-0.413元/kwh,依然略高于抽水蓄能但遠(yuǎn)低于磷酸鐵鋰,有望成為抽水蓄能的重要補(bǔ)充。
4鈉離子電池
鈉離子電池解決了鋰電池包括安全性、資源稀缺、高低溫性能、壽命、成本等問題,決定了電化學(xué)儲(chǔ)能是否被大面積應(yīng)用,鈉電池在規(guī)?;瘧?yīng)用后成本有望低于鐵鋰電池,可在大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能、低速電動(dòng)車等領(lǐng)域廣闊應(yīng)用。
5全釩液流電池儲(chǔ)能
全釩液流電池儲(chǔ)能具有壽命長、安全性好、輸出功率大、容量大易擴(kuò)展等特點(diǎn),目前成本仍是大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用的最大挑戰(zhàn),在電化學(xué)儲(chǔ)能中全釩液流電池LCOS與鐵鋰電池接近但能量轉(zhuǎn)化效率方面不如鋰電池。
6鉛碳電池儲(chǔ)能
鉛碳電池儲(chǔ)能是一種電容性鉛酸電池,同時(shí)具有鉛酸電池和電容器的特點(diǎn),擁有較好充放電性能可達(dá)2000次以上,但其度電成本優(yōu)勢并不明顯,經(jīng)濟(jì)性處于一定劣勢。
原標(biāo)題:科普 | 儲(chǔ)能技術(shù)認(rèn)知——儲(chǔ)能技術(shù)綜述