“长时储能”助力绿色未来
发布日期:
2023-01-16
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不久前 ,,,,, ,西班牙马德里理工大学团队开发的“阿马德乌斯”电池项目 ,,,,, ,被欧盟委员会评选为2022年最佳发明之一。。。。。。。这款电池采用高温储热技术 ,,,,, ,可以存储太阳能、风能高产时的过剩能量 ,,,,, ,在用电高峰再将其释放。。。。。。。评委会认为 ,,,,, ,这款发明“具有高能量密度、高整体效能 ,,,,, ,所用材料资源丰富且成本低廉。。。。。。。它的广泛应用 ,,,,, ,能够帮助我们更好利用绿色清洁的可再生能源。。。。。。。”

发展可再生能源是减少全球温室气体排放的重要途径。。。。。。。不过 ,,,,, ,由于电力的即发即用性与可再生能源发电的波动性 ,,,,, ,可再生能源电力供需存在一定程度的错配。。。。。。。在用电高峰时 ,,,,, ,目前主要由燃煤、天然气等调峰机组来达到电力的灵活调节。。。。。。。为了真正实现可再生能源对化石能源的大规模替代 ,,,,, ,急需利用储能技术替代化石能源调峰机组 ,,,,, ,实现可再生电力供应与消费的无缝衔接。。。。。。。

储能技术主要分为物理储能、电化学储能、热储能和化学储能等。。。。。。。当前全球应用最为普遍的抽水蓄能技术就属于物理储能。。。。。。。但由于工程选址难度高、建设周期长等 ,,,,, ,仅靠抽水蓄能难以适应可再生能源电力调峰需求。。。。。。。电化学储能是近年来全球增速最快的新型储能技术。。。。。。。截至2021年底 ,,,,, ,全球新型储能的累计装机规模超过2500万千瓦 ,,,,, ,其中锂离子电池市场份额达到90%。。。。。。。新能源汽车产业的爆发式增长带动了锂离子电池技术的快速进步 ,,,,, ,也使其在储能领域的商业应用成为可能。。。。。。。

较之车用动力电池 ,,,,, ,储能设备在电力系统中的运行情况更为复杂。。。。。。。比如 ,,,,, ,在以太阳能为主的供电系统中 ,,,,, ,如果储能电站只能持续短时放电 ,,,,, ,那么用户在后半夜仍面临停电风险;若是遭遇连续无风的阴雨天 ,,,,, ,储能电站就会面临更严峻的长时供电压力。。。。。。。在当前交通电动化背景下 ,,,,, ,全球锂资源已出现供不应求的局面 ,,,,, ,仅仅依靠锂电池技术难以满足未来电力系统对大容量、长周期储能的需要。。。。。。。

相较而言 ,,,,, ,热储能技术在“长时储能”领域更具经济性。。。。。。。它以储热材料为媒介 ,,,,, ,将太阳能等以热能的形式先储存起来 ,,,,, ,在需要时释放。。。。。。。以往 ,,,,, ,储热技术主要应用在供暖、热水、冰蓄冷等低温热源的存储和利用。。。。。。。近年来 ,,,,, ,随着太阳能热发电与工业余热回收技术的发展与运用 ,,,,, ,中高温储热的需求不断增长。。。。。。。目前我国光热发电项目装机容量已达到538兆瓦 ,,,,, ,储热介质普遍选择硝酸盐材料 ,,,,, ,熔融状态工作温度范围为290—560摄氏度 ,,,,, ,可实现高达10小时以上的储能时长。。。。。。。

马德里理工大学团队设计的新型储热技术采用硅合金材料 ,,,,, ,在材料成本、储热温度、储能时长方面的优势值得期待。。。。。。。硅是地壳中第二丰富的元素 ,,,,, ,每吨硅砂的成本仅为30—50美元 ,,,,, ,为熔盐材料的1/10。。。。。。。此外 ,,,,, ,硅砂颗粒的储热温差比熔盐高得多 ,,,,, ,工作温度最高可达1000摄氏度以上 ,,,,, ,更高的工作温度也有助于提升光热发电系统的整体能效。。。。。。。

除了热储能技术 ,,,,, ,压缩空气、氢氨储能等在“长时储能”方面也有很大潜力。。。。。。。美国能源部于2021年公布了“长时储能攻关”计划 ,,,,, ,目标在10年内将时长超过10小时的储能系统成本降低90%以上。。。。。。。丹麦、德国等欧洲国家在跨季节储热领域也有长期布局。。。。。。。我国国家发展改革委、国家能源局2022年3月印发的《“十四五”新型储能发展实施方案》也提出要推动多时间尺度新型储能技术试点示范 ,,,,, ,重点试点示范压缩空气、液流电池、高效储热等日到周、周到季时间尺度储能技术。。。。。。。未来 ,,,,, ,“长时储能”将在全球能源转型中发挥日益重要的作用。。。。。。。

(来源:中国能源网)