目前,我国电网运行面临着用电负荷增加、间歇性能源接入比例扩大、调峰手段受限等诸多挑战。储能技术在促进低碳能源发展、保障区域能源安全、大规模利用可再生能源等方面,特别是在智能电网的建设和运行中发挥着非常重要的作用。因此,可以说,储能是建设智能电网、实现低碳能源开发利用不可或缺的关键环节。
 
世界储能技术的发展是不同的
 
储能技术一般包括物理储能和化学储能。其中,物理储能包括抽水蓄能、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、锂基电池、液流电池、钠硫电池等。此外,还有电磁储能,如超导储能。
 
抽水蓄能技术相对成熟,其规模和蓄能能力可以非常大。它对控制网络的稳定性和安全性、调峰、调频以及可再生风电的接受等方面都有很大的作用。在我国,抽水蓄能具有相当大的发展前景,特别是在我国南方省份。一些资源调查结果显示,至少有1亿千瓦的建设空间。但在蓄水方面也存在一些不足,如受地形影响,且响应速度相对较慢,无法实现瞬态响应。此外,为了保护环境,欧洲不再实施抽水蓄能项目。
 
在压缩空气领域,世界上有三个大型压缩空气储能示范项目,主要集中在美国和一些欧洲国家。然而,压缩空气储能技术的安全性和可靠性仍有待验证。
 
在大规模熔盐技术方面,中国、日本和韩国尚未开展相关技术的研发。在美国和欧洲,主要应用的是太阳能热发电,熔盐技术减少了中间环节,可以提高太阳能的利用率,其输出可以控制、跳过,不会对电力系统造成影响,但该技术还没有成熟。实现了大规模应用。
 
美国一直处于电化学储能技术的前沿,拥有多项原始专利。美国在锂离子电池制造和系统集成方面处于领先地位。日韩在一些高端电池技术上也取得了许多突破,特别是日本在钠硫电池、液流电池和铅酸电池的储能技术上一直处于国际领先水平。
 
智能电网的发展需要多种储能技术
 
电力系统中的储能系统按其应用可分为两大类:大型集中储能系统和大型分布式储能系统。集中储能系统主要具有抽水蓄能、压缩空气蓄能等电力系统的能量转换、调峰填谷功能。分布式储能系统主要用于抑制供电的随机波动,维护本地电网的安全稳定运行。它经常与可再生能源一起使用。
 
目前,没有一种储能技术能够完全满足智能电网接受分布式能源的需求。因此,有必要开发多种储能技术,以满足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极大的推动和推动。预计5年内,国内锂离子电池产业实现大规模产业化发展的可能性较大。
 
这一结论来自以下基础。首先,锂离子电池的能效转换效率最高,优于其他化学电池。其次,锂离子电池寿命长,更适合于储能。此外,锂离子电池在国内外具有良好的产业链,在世界范围内锂离子电池技术研发的投资和技术储备非常丰富。而且,由于锂离子电池的原料资源丰富,而且材料不消耗能源,不需要稀有金属的帮助,因此在成本上有很大的优势。锂离子电池集成技术门槛也较低,这为其大规模推广提供了保障。
 
以我国刚刚投产的张北国家储运示范工程为例,目前,张北国家储运示范工程已安全运行100多天,发电量超过1亿千瓦时。这是世界上最大的集风力发电、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。张北示范工程的成功也为储能技术的发展方向提供了一定的参考。
 
张北蓄能电站本着“化学储能以锂电池为主,钠硫电池和液流电池为辅”的原则。同时,对系统集成技术,如布线方式和方案、电池应用特点,包括电池设备控制、监控技术和监控系统开发等进行了综合考虑。它的顺利运行标志着它的成功运行。我国新能源综合利用取得重大突破。
 
专家预测,液流电池和钠硫电池要想实现大规模发展,需要8年甚至更长时间,因为这两种电池的研发起点还很低,参与研发和设计的人员很少,而在市场层面投资的厂商数量也不多,未来实现大幅跨越的可能性不大,但值得期待。是的,这两种储能技术的发展将在保持现有性能一定时间的基础上,大大降低价格。
 
然而,无论世界上正在开发什么样的电池,未来储能系统和电池的发展趋势都是大容量、高可靠性、高安全性、长寿命、低成本。这是未来储能电池发展的方向,也得到了业界的认可。
 
 

关键词: 储能技术 智能电网发展