利川:多种储能技术促进智能电网发展
世界储能技术发展各不相同
储能技术一般包括物理储能和化学储能。其中,物理储能包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、相变储能等。化学储能包括铅酸电池、锂系电池、液流电池、钠硫电池等。此外,还有电磁储能,如超导储能等。
抽水蓄能技术相对成熟,功率和储能容量规模可以做得很大,对于控制电网的稳定性和安全性、调峰、调频以及接纳可再生风电都可以发挥巨大作用,在中国,抽水蓄能还有相当大的发展前景,尤其是我国的南方省份,根据已有的资源考察结果,至少有1亿千瓦以上的建设空间。但蓄水储能也存在一定缺点,比如受地势的影响较大,另外响应速度还比较慢,还不能做到暂态响应。此外,欧洲出于对环境保护的考虑,已经不再实施抽水蓄能项目。
压缩空气方面,全世界已经有3个较大的压缩空气储能示范工程,主要存在于美国和欧洲一些国家。但压缩空气储能技术在安全可靠性方面还需进行验证。
在大规模熔盐技术方面,中国、日本、韩国还没有进行相关技术研发。而在美国和欧洲主要应用场合是太阳能热发电,熔盐技术减少了中间环节,能提高太阳能利用率,其输出可以实现可控制、可跳读,不会对电力系统造成冲击,但该技术还没有实现大规模应用。
美国已经走在了电化学储能技术的前列,有很多原始性的专利掌握,美国在锂离子电池制造及系统集成方面处于领先地位。日本、韩国在一些高端电池技术方面也有了很多的突破,尤其是日本,已经在钠硫电池、液流电池和铅酸电池储能技术方面处于国际领先水平。
智能电网发展需要多种储能技术
电力系统中的储能系统根据应用情况可以分为两类:大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。集中式储能系统以能量转换和电力系统削峰填谷功能为主,比如抽水蓄能、压缩空气储能。分布式储能系统以平抑电源功率随机波动、维持局部电网安全稳定运行为主,经常与可再生能源配合使用。
现在来看,没有任何一种储能技术能全面满足智能电网接纳分布式能源的需要,因此,发展多种储能技术,是适应智能电网建设的需要。
在我国,由于电动汽车产业的快速发展,锂离子电池产业也得到了很大的促进与提升,预计5年内,国内锂离子电池产业实现大规模产业化大发展的可能性较大。
这个结论来源于以下几个基础,一是锂离子电池在能效转换效率上是最高的,它具有其他化学电池所无法比拟的优势。其次,锂离子电池寿命长的特点,较适用于电力储能。此外,锂离子电池在国内外都有很好的产业链,全世界对锂离子电池技术研发的投入和技术储备都非常丰厚。而且,由于锂离子电池的原材料资源丰富,且材料即不耗能又不用借助稀有金属,这在成本方面存在较大优势。锂离子电池集成技术门槛也较低,更为其大规模推广提供了保障。
以我国刚刚投运的张北国家风光储输示范工程为例,目前,位于张北的国家风光储输示范工程已连续安全运行100多天,累计发电超亿千瓦时。这是目前世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源综合利用示范工程。而张北示范工程的成功,也为储能技术发展方向提供了一定的参考与借鉴。
张北储能电站是以“化学储能以锂电池为主、钠硫电池和液流电池为辅”为原则,同时综合考虑系统集成技术,如接线方式和方案,对电池应用的特征,包括电池装置控制,以及监控技术和监控系统开发,它的顺利运行标志着我国新能源综合利用技术取得重大突破。
专家预测,液流电池、钠硫电池需要8年或者更长的时间来实现大规模发展,因为现在这两类电池的研发起点还较低,参与研发设计的人员也很少,市场层面投入力量的厂家也少,未来实现大幅度跨越可能性较小,但值得期待的是,这两种储能技术的发展,将会在一定时间内保持现有性能的基础上大幅度降低价格。
但是,不管目前世界各国在发展哪一种电池,储能系统和电池发展的未来
责任编辑:廖生珏
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