我國大規(guī)模儲能技術分析

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

　　抽水蓄能

　　抽水蓄能作為一項100年歷史的技術，是目前最為成熟的儲能技術，到2018年底國內(nèi)已建成34座抽水蓄能電站，總裝機容量有30025MW。這種儲能原理為利用上下水庫的地勢高低差、對勢能和電能進行轉換，除了充放電過程中的能量損耗，自身的損耗極低，可實現(xiàn)高達80%的轉換效率，而且使用壽命長，儲能成本相對較低廉。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，建設周期較長，經(jīng)濟性差、投資回報周期長。

　　壓縮空氣儲能

　　壓縮空氣儲能原理為利用低谷電用壓縮機將空氣壓縮并存于儲氣室，待高峰電時將空氣加熱從儲氣室釋放驅動發(fā)電。儲氣室可利用現(xiàn)有鹽穴、廢棄礦井等等，節(jié)省部分投資資金，而且儲能系統(tǒng)具有壽命長、效率高、成本低、安全環(huán)保等優(yōu)點，且建設周期較短，與其他儲能技術相比，壓縮空氣儲能系統(tǒng)還具有投資少、運行維護費用低、動態(tài)響應快、運行方式靈活、經(jīng)濟性能高、占地面積小的特點。以常州金壇鹽穴壓縮空氣儲能項目為例，電換電效率可達到60%。國內(nèi)貴州畢節(jié)、河北廊坊、江蘇常州等地已有項目實施，另有山東肥城、陜西榆林等地也有壓縮空氣儲能項目簽約。

　　鋰離子電池

　　鋰離子電池因其能量密度高、使用壽命長等特點，近些年來在儲能市場的電化學儲能裝機中占據(jù)領導地位。2018年儲能裝機量中，鋰離子電池僅次于抽水蓄能。目前電化學儲能裝機中，鋰離子電池占比達94%。鋰離子電池雖然在運行度電成本和安全方面還存在一些問題，而隨著電動汽車的推廣應用，鋰電池儲能成本正在不斷下降，儲能應用場景逐步成熟。

　　液流電池

　　液流電池目前技術最成熟的體系之一全釩液流電池，早期有鐵、鉻液流，由于儲能介質為水溶液，耐高低溫，不易發(fā)生爆炸和燃燒，安全環(huán)保、壽命長，而且電解液可反復循環(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。能量轉換效率高、約80%，響應速度快，可深度放電，適合大電流快速充放電。此外液流電池儲能容量大選址自由，從數(shù)百千瓦時至數(shù)百兆瓦時，尤其適合大容量固定儲能場合。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

　　鉛酸電池向來以其高安全性、價格低廉、可靠等優(yōu)秀品質，是比較成熟的電化學儲能技術。但存在循環(huán)壽命短、不可深度放電、運行和維護費用高等缺點，且廢棄電池對環(huán)境產(chǎn)生污染。經(jīng)過技術改進的鉛炭電池在保持原有優(yōu)點的同時，大幅度提高了循環(huán)壽命、比功率和低溫性能，目前也已在儲能領域廣泛應用。

　　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，以鈉鎳電池為例，其適應溫度范圍廣、安全性高、循環(huán)壽命長。且作為儲能關鍵元素鈉元素的存儲量遠高于鋰，使鈉鎳電池成本遠低于鋰離子電池。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，能夠滿足大型儲能系統(tǒng)安全、長壽命、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。氫氣既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動機中產(chǎn)生機械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉換成固態(tài)氫用作結構材料。氫氣的來源多種多樣，可以利用風電、光伏等棄電進行電解水制備，也可利用甲醇重整制氫、煤電制氫，在儲存環(huán)節(jié)可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的氫化物出現(xiàn)，能適應貯運及各種應用環(huán)境的不同要求，但目前氫能的制氫、儲氫環(huán)節(jié)成本較高，氫能技術還有待進一步發(fā)展促進成本下降。近期氫能市場大熱，多個省市有規(guī)劃氫能產(chǎn)業(yè)園、發(fā)布氫能發(fā)展路線。

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