能源革命中的电化学储能技术
|
|
中国网／中国发展门户网讯 近年来，国际能源格局正在发生重大变革，能源系统从化石能源绝对主导向低碳多能融合方向转变的趋势已经不可逆转。为应对这一变化发展新趋势，世界各主要经济体均密集出台相关政策，以抢占能源资源和技术竞争的战略制高点。中国也坚定不移地启动了能源革命的重大战略，对延续数十年的能源生产、能源消费和能源管理体制进行变革，对能源生产和消费技术进行创新。其中，储能技术创新是践行和落实能源革命的关键环节，其目的在于解决风能和太阳能等可再生能源大规模接入、多能互补耦合利用、终端用能深度电气化、智慧能源网络建设等重大战略问题。这些战略问题的突破，需要实现跨时间、跨地域管理，以及调配各种形式的能源，也需要各种规模的储能（电）技术作为支撑。
储能（电）技术可分为物理储能技术和电化学储能技术。其中，电化学储能技术不受地理地形环境的限制，可以对电能直接进行存储和释放，且从乡村到城市均可使用，因而引起新兴市场和科研领域的广泛关切。电化学储能技术在未来能源格局中的具体功能如下：①在发电侧，解决风能、太阳能等可再生能源发电不连续、不可控的问题，保障其可控并网和按需输配；②在输配电侧，解决电网的调峰调频、削峰填谷、智能化供电、分布式供能问题，提高多能耦合效率，实现节能减排；③在用电侧，支撑汽车等用能终端的电气化，进一步实现其低碳化、智能化等目标。如图 1 所示，以储能技术为先导，在发电侧、输配电侧和用电侧实现能源的可控调度，保障可再生能源大规模应用，提高常规电力系统和区域能源系统效率，驱动电动汽车等终端用电技术发展，建立“安全、经济、高效、低碳、共享”的能源体系，成为未来 20 年我国落实“能源革命”战略的必由之路。
图 1 能源革命中的电化学储能技术及发展预期
电化学储能技术尽管已有 200 多年历史，但从来没有一个历史时期比 21 世纪更引人注目。电化学储能技术共有上百种，根据其技术特点，适用的场合也不尽相同。其中，锂离子电池一经问世，就以其高能量密度的优势席卷整个消费类电子市场，并迅速进入交通领域，成为支撑新能源汽车发展的支柱技术。与此同时，全钒液流电池、铅炭电池等技术经过多年的实践积累，正以其突出的安全性能和成本优势，在大规模固定式储能领域快速拓展应用。此外，钠离子电池、锌基液流电池、固态锂电池等新兴电化学储能技术也如雨后新笋般涌现，并以越来越快的速度实现从基础研究到工程应用的跨越。目前，电化学储能技术水平不断提高、市场模式日渐成熟、应用规模快速扩大，以储能技术为支撑的能源革命的时代已经悄然到来！