當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)的情況面臨著超負(fù)荷用電量、調(diào)峰手段有限、間歇式能源接入占比擴(kuò)大等諸多挑戰(zhàn).儲(chǔ)能技術(shù)在推動(dòng)低碳能源發(fā)展、可再生能源規(guī)模化利用、確保區(qū)域能源安全,尤其是智能電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)上有著極其重要的作用.因此可以這么說(shuō),儲(chǔ)能是構(gòu)造智能電網(wǎng)和實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化低碳能源發(fā)展和利用不可或缺的重要環(huán)節(jié).

 

    世界儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展各不相同

 

    儲(chǔ)能技術(shù)一般包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能.其中,物理儲(chǔ)能包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等.化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池等.此外,還有電磁儲(chǔ)能,如超導(dǎo)儲(chǔ)能等.

 

    抽水蓄能技術(shù)相對(duì)成熟,功率和儲(chǔ)能容量規(guī)模可以做得很大,對(duì)于控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性、調(diào)峰、調(diào)頻以及接納可再生風(fēng)電都可以發(fā)揮巨大作用,在中國(guó),抽水蓄能還有相當(dāng)大的發(fā)展前景,尤其是我國(guó)的南方省份,根據(jù)已有的資源考察結(jié)果,至少有1億千瓦以上的建設(shè)空間.但蓄水儲(chǔ)能也存在一定缺點(diǎn),比如受地勢(shì)的影響較大,另外響應(yīng)速度還比較慢,還不能做到暫態(tài)響應(yīng).此外,歐洲出于對(duì)環(huán)境保護(hù)的考慮,已經(jīng)不再實(shí)施抽水蓄能項(xiàng)目.

 

    壓縮空氣方面,全世界已經(jīng)有3個(gè)較大的壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程,主要存在于美國(guó)和歐洲一些國(guó)家.但壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在安全可靠性方面還需進(jìn)行驗(yàn)證.

 

    在大規(guī)模熔鹽技術(shù)方面,中國(guó)、日本、韓國(guó)還沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā).而在美國(guó)和歐洲主要應(yīng)用場(chǎng)合是太陽(yáng)能熱發(fā)電,熔鹽技術(shù)減少了中間環(huán)節(jié),能提高太陽(yáng)能利用率,其輸出可以實(shí)現(xiàn)可控制、可跳讀,不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成沖擊,但該技術(shù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用.

 

    美國(guó)已經(jīng)走在了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的前列,有很多原始性的專利掌握,美國(guó)在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面處于領(lǐng)先地位.日本、韓國(guó)在一些高端電池技術(shù)方面也有了很多的突破,尤其是日本,已經(jīng)在鈉硫電池、液流電池和鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平.

 

    智能電網(wǎng)發(fā)展需要多種儲(chǔ)能技術(shù)

 

    電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用情況可以分為兩類:大規(guī)模集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)和大規(guī)模分布式儲(chǔ)能系統(tǒng).集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)以能量轉(zhuǎn)換和電力系統(tǒng)削峰填谷功能為主,比如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能.分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)以平抑電源功率隨機(jī)波動(dòng)、維持局部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為主,經(jīng)常與可再生能源配合使用.

 

    現(xiàn)在來(lái)看,沒(méi)有任何一種儲(chǔ)能技術(shù)能全面滿足智能電網(wǎng)接納分布式能源的需要,因此,發(fā)展多種儲(chǔ)能技術(shù),是適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需要.

 

    在我國(guó),由于電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也得到了很大的促進(jìn)與提升,預(yù)計(jì)5年內(nèi),國(guó)內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展的可能性較大.

 

    這個(gè)結(jié)論來(lái)源于以下幾個(gè)基礎(chǔ),一是鋰離子電池在能效轉(zhuǎn)換效率上是最高的,它具有其他化學(xué)電池所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì).其次,鋰離子電池壽命長(zhǎng)的特點(diǎn),較適用于電力儲(chǔ)能.此外,鋰離子電池在國(guó)內(nèi)外都有很好的產(chǎn)業(yè)鏈,全世界對(duì)鋰離子電池技術(shù)研發(fā)的投入和技術(shù)儲(chǔ)備都非常豐厚.而且,由于鋰離子電池的原材料資源豐富,且材料即不耗能又不用借助稀有金屬,這在成本方面存在較大優(yōu)勢(shì).鋰離子電池集成技術(shù)門檻也較低,更為其大規(guī)模推廣提供了保障.

 

    專家預(yù)測(cè),液流電池、鈉硫電池需要8年或者更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展,因?yàn)楝F(xiàn)在這兩類電池的研發(fā)起點(diǎn)還較低,參與研發(fā)設(shè)計(jì)的人員也很少,市場(chǎng)層面投入力量的廠家也少,未來(lái)實(shí)現(xiàn)大幅度跨越可能性較小,但值得期待的是,這兩種儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展,將會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)保持現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上大幅度降低價(jià)格.

 

    以我國(guó)剛剛投運(yùn)的張北國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程為例,目前,位于張北的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程已連續(xù)安全運(yùn)行100多天,累計(jì)發(fā)電超億千瓦時(shí).這是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合利用示范工程.而張北示范工程的成功,也為儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向提供了一定的參考與借鑒.

 

    張北儲(chǔ)能電站是以"化學(xué)儲(chǔ)能以鋰電池為主、鈉硫電池和液流電池為輔"為原則,同時(shí)綜合考慮系統(tǒng)集成技術(shù),如接線方式和方案,對(duì)電池應(yīng)用的特征,包括電池裝置控制,以及監(jiān)控技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā),它的順利運(yùn)行標(biāo)志著我國(guó)新能源綜合利用技術(shù)取得重大突破.

標(biāo)簽： 智能電網(wǎng)