儲(chǔ)能--通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來在需要時(shí)再釋放的過程
概述:
儲(chǔ)能(stored energy)是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來,在需要時(shí)再釋放的過程。 儲(chǔ)能又是石油油藏中的一個(gè)名詞,代表儲(chǔ)層儲(chǔ)存油氣的能力。儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù),但從產(chǎn)業(yè)角度來說卻是剛剛出現(xiàn),正處在起步階段。
中國(guó)沒有達(dá)到類似美國(guó)、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺(tái)專門扶持政策的程度,尤其在缺乏為儲(chǔ)能付費(fèi)機(jī)制的前提下,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。
儲(chǔ)能是指通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來,在需要時(shí)再釋放的過程,通常儲(chǔ)能主要指電力儲(chǔ)能。
儲(chǔ)能方法
按照能量?jī)?chǔ)存方式,儲(chǔ)能可分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能三類,其中物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等,化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等,電磁儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能。
電池儲(chǔ)能
大功率場(chǎng)合一般采用鉛酸蓄電池,主要用于應(yīng)急電源、電瓶車、電廠富余能量的儲(chǔ)存。小功率場(chǎng)合也可以采用可反復(fù)充電的干電池:如鎳氫電池,鋰離子電池等。
全釩液流電池,是一種通過釩離子價(jià)態(tài)變化,實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的往復(fù)轉(zhuǎn)換,從而將風(fēng)力或太陽(yáng)能所產(chǎn)生力存儲(chǔ)與釋放的大型儲(chǔ)能電池,業(yè)內(nèi)形象地稱之為“電力銀行”。美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家用于電站調(diào)峰和風(fēng)力儲(chǔ)能的釩電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,技術(shù)已經(jīng)基本成熟。 [7] 相比鋰電池,全釩液流電池最大的好處是不燃燒,不爆炸。 [8]
電感器儲(chǔ)能
電感器本身就是一個(gè)儲(chǔ)能原件,其儲(chǔ)存的電能與自身的電感和流過它本身的電流的平方成 正比:E = L*I*I/2。由于電感在常溫下具有電阻,電阻要消耗能量,所以很多儲(chǔ)能技術(shù)采用超導(dǎo)體。電感儲(chǔ)能還不成熟,但也有應(yīng)用的例子見報(bào)。
電容器儲(chǔ)能
電容器也是一種儲(chǔ)能原件,其儲(chǔ)存的電能與自身的電容和端電壓的平方成正比: E = C*U*U/2。電容儲(chǔ)能容易保持,不需要超導(dǎo)體。電容儲(chǔ)能還有很重要的一點(diǎn)就是能夠提供瞬間大功率,非常適合于激光器,閃光燈等應(yīng)用場(chǎng)合。
超級(jí)電容器,也稱電化學(xué)電容器,是介于傳統(tǒng)電容器和充電電池之間的一種新型儲(chǔ)能裝置,其結(jié)構(gòu)和電池的結(jié)構(gòu)類似,主要包括雙電極、電解質(zhì)、集流體和隔離物四個(gè)部分,具有功率密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、低溫性能好、安全、可靠和環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。但由于電介質(zhì)耐壓低,存在漏電流,儲(chǔ)存能量和保持時(shí)間受到限制。目前,超級(jí)電容器主要是基于多孔炭電極/電解液界面的雙電層電容,或金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔锂a(chǎn)生的準(zhǔn)電容來實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存。 此外,還有其它的儲(chǔ)能方式:比如機(jī)械儲(chǔ)能等。
儲(chǔ)能主要基于以下兩點(diǎn):
1.風(fēng)電光伏產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展將推動(dòng)大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。儲(chǔ)能技術(shù)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性問題,可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。儲(chǔ)能電池的未來應(yīng)該在風(fēng)電和光電產(chǎn)業(yè),其中尤以已經(jīng)大量布局的風(fēng)電產(chǎn)業(yè)為主。風(fēng)力資源具有不穩(wěn)定性,此外,風(fēng)力資源較大的后半夜又是用電低谷,因此,雖然近年來風(fēng)、光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,但一直飽受“并網(wǎng)”二字困擾,儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用,可以幫助風(fēng)電場(chǎng)輸出平滑和‘以峰填谷’。
2.新能源汽車特別是電動(dòng)汽車的良好發(fā)展利好動(dòng)力電池儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。四部委推出5個(gè)城市私人購(gòu)買新能源補(bǔ)貼政策的試點(diǎn)方案,該方案重點(diǎn)對(duì)純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力進(jìn)行了補(bǔ)貼。伴隨電動(dòng)汽車的發(fā)展,高效儲(chǔ)能電池必將逐步取代內(nèi)燃機(jī)。伴隨著電池成本逐漸下降,成熟度日益提高,對(duì)內(nèi)燃機(jī)的替代能力將逐漸增強(qiáng)。
儲(chǔ)能技術(shù)可以說是新能源產(chǎn)業(yè)革命的核心。儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Ρ貙?dǎo)致這一市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)。如果政策到位,我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)既可快速成長(zhǎng)為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),也將極大促進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源的規(guī)?;l(fā)展。