“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)