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“新能源+儲能”助力“十四五”現(xiàn)代能源體系建設(shè)
日期:2022-04-15   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:yutianyang_tsj 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]

2018—2040年全球不同國家的累計儲能裝置量 Bloomberg NEF(彭博新能源財經(jīng))/供圖

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(jì)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。《規(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(fù)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(fù)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(dāng)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(biāo)。

本文原載于《中國建材報》4月11日9版

原標(biāo)題:“新能源+儲能”助力“十四五”現(xiàn)代能源體系建設(shè)
 
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來源:中國建材報
 
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