2015年4月9日，歐洲首座并網(wǎng)混合飛輪儲能電站項目宣布即將開建，這標(biāo)志著這種純機(jī)械、清潔、環(huán)保的儲能技術(shù)正進(jìn)入大規(guī)模實踐階段。
儲能技術(shù)常常被看做是可再生能源發(fā)展之路上必須跨越的一道坎。華北電力大學(xué)教授,能源與電力經(jīng)濟(jì)研究咨詢中心主任曾鳴告訴《中國經(jīng)濟(jì)信息》記者:“風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電大都具有隨機(jī)性、間歇性的特點，需要配合儲能技術(shù)削峰填谷緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力,提升經(jīng)濟(jì)效益。”
但儲能技術(shù)各種各樣,從蓄水儲能到鋰電池,到飛輪儲能、壓縮空氣,但究竟哪一種能承擔(dān)削峰填谷的重任,中國儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀如何,距離大規(guī)模應(yīng)用還有多少路要走,這些都迫切需要回答。
技術(shù)各有千秋
2014年的最后一天,是我國第一個國家級風(fēng)光儲輸示范工程——張北風(fēng)光儲輸項目徹底建成并全面試運(yùn)行的日子。在曾鳴看來,“這一工程探索出了一條世界首創(chuàng)的風(fēng)光儲輸聯(lián)合發(fā)電運(yùn)行模式,對于大規(guī)模間歇性新能源的并網(wǎng)利用意義重大。”
張北風(fēng)光儲輸示范項目一期工程是在2011年正式投運(yùn)的。其選擇了鋰電池儲能方式,接近80%采用了磷酸鐵鋰電池系統(tǒng),共安裝了27萬節(jié)電池單體,是全球最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電及化學(xué)儲能和智能輸出為一體的新能源工程。截止到2014年底,其已經(jīng)安全輸出清潔電量8.4億度,其中風(fēng)電和光伏分別5.9億度和2.5億度,儲能電0.05億度。
這一項目運(yùn)營方中國電力科學(xué)院電工與新材料所所長來小康說:“下一步工作主要是進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘,用大數(shù)據(jù)分析哪種技術(shù)好,不足在哪。”據(jù)悉,在二期項目中,總投資將達(dá)到64億元,光伏發(fā)電60兆瓦,化學(xué)儲能50兆瓦,鋰電池仍然是主要儲能設(shè)施。
根據(jù)儲能技術(shù)能量存儲原理的不同,儲能技術(shù)一般可分為電化學(xué)儲能、電磁儲能以及機(jī)械儲能。據(jù)曾鳴介紹:“電化學(xué)儲能主要是通過氧化還原化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行能量的存儲和釋放,主要產(chǎn)品有鉛酸電池、鋰電池、鎳鎘電池等。電磁儲能主要是靠建立磁場或者電場存儲電能,主要產(chǎn)品有超導(dǎo)磁儲能、超級電容器。機(jī)械儲能是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的形式存儲,主要有抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。”
在談到各種儲能技術(shù)的利弊時,曾鳴表示:“電化學(xué)儲能的優(yōu)勢在于能量轉(zhuǎn)換效率高,但是由于當(dāng)前技術(shù)不夠成熟,導(dǎo)致電化學(xué)儲能的價格偏高,需要使用安全防護(hù),限制了電化學(xué)儲能的進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用；電磁儲能的優(yōu)點是使用壽命長、功率密度大,但同樣也存在技術(shù)不成熟,能量密度低等問題;機(jī)械儲能使用壽命長、儲能容量最大,但一般對場地有特殊要求,除抽水蓄能,其他機(jī)械儲能技術(shù)還存在能量轉(zhuǎn)換效率低、能量密度低等問題。”
眼下,以抽水蓄能為代表的物理儲能是目前最為成熟、成本最低、使用規(guī)模最大的儲能方式,以各種電池為代表的電化學(xué)儲能是應(yīng)用范圍最為廣泛、發(fā)展?jié)摿ψ畲蟮膬δ芗夹g(shù)。中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所研究員黃長水評價道:“儲能方式各有各的利弊,但通過儲能方式進(jìn)行電力轉(zhuǎn)換,肯定是一個必然的發(fā)展方向。”
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