高科技与产业化杂志分享 http://blog.sciencenet.cn/u/hitech http://www.hitech.ac.cn

博文

储能:有能者上优能者胜

已有 3774 次阅读 2011-6-30 08:56 |系统分类:观点评述

 

  可储存和可转换是对能源及其利用的基本要求。无论是太阳能和风能,还是新能源汽车,其大规模推广和商业化应用,除政策等宏观因素外,前提和关键在于高效、绿色的储能技术。就产业机会而言,毋庸置疑,智能电网和新能源汽车是储能产业最具吸引力的两大应用领域。

储能技术路线有很多,包括物理储能、化学储能和电磁储能。

物理储能是将电能转换为机械能存储起来,在需要使用时再重新转换为电能。主要包括:抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能。其中最成熟也是世界应用最普遍的是抽水蓄能,主要用于电力系统的调峰、填谷、紧急事故备用等。压缩空气储能技术总体上比较成熟,虽然其能量转换效率不如电化学储能高,但是由于系统储能规模大、平均成本较其他储能电池低,在风力发电、光伏发电等间歇性能源大量发展的背景下,已经获得了全球的广泛认可。飞轮蓄能的特点是寿命长、无污染,但能量密度较低,一直只能是蓄电系统的补充。

电化学储能的发展史,是一部材料科技的进步史,工艺的改进使其量变,新材料的发明使其质变。突破应用范围,提高能量密度,始终是电化学储能技术的不变追求。各类电化学储能电池在生产和研究中具有不同的创新和应用方向。虽十全十美者尚不存在,特别是高功率与高能量难以兼得,但已经形成了各类电池共存、互相竞争、此消彼长的局面。

电磁储能,如超导储能现在仍很昂贵,还没有商业化。

智能电网是未来电网的发展方向。随着我国“建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、数字化、自动化和互动化特征的统一的坚强智能电网”的推进,电池储能将成为其核心技术之一。通过遍布电网的储能节点,智能电网可以对能源进行更有效的调度,使得整个电网的能源效率得到提高。

储能对于实现电网运营的安全可靠、经济高效已经是不可或缺的关键技术之一。储能技术尤其大规模储能技术可以有效实现需求侧管理,消除昼夜间峰谷差,平滑负荷,不仅可以提高电力设备运行效率,降低供电成本,还能促进可再生能源的应用,提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动等。储能技术的应用必将在传统电力系统设计、规划、调度、控制等方面带来重大变革。

大力发展新能源汽车是我国节能减排、降低原油进口依赖的战略选择。动力电池是新能源汽车的核心。随着以磷酸铁锂为代表的锂离子电池质量提升带来的电池成本下降,全国充电站网络的逐步建立,以及国家财政对新能源汽车的补贴,逐渐消除了价差对新能源汽车的负面影响,后续新能源汽车的利好政策空间依然很大,中国以磷酸铁锂电池为发展重点的新能源汽车将迎来广阔的市场前景,也为我国发展锂电储能产业奠定了良好基础。

目前,电化学储能技术中,钒电池、钠硫电池和锂电池发展较快,我国在这三大领域均取得了一些成绩。钒电池方面,北京普能公司已经自主开发并完成__了国内首个兆瓦级全钒液流储能系统商用项目的安装;液流电池方面,中国科学院大连化学物理研究所与大连融科储能公司合作,已经开发出可用于大规模储能的电池,包括关键材料、核心部件到电池模块、电池系统设计制造在内拥有完全自主知识产权的关键技术;我国锂电池更是走在了全球前列,业内诞生了比亚迪、比克等重量级企业。我国以比亚迪为首的企业主推磷酸铁锂电池。随着2011 5 月比亚迪、东莞新能源、中航锂电和万向电动车分别中标国网四个磷酸铁锂电池风电储能系统,有关人士乐观预测,这标志我国发展以磷酸铁锂为可再生能源发电的储能技术路线基本确定。

然而,锂电池的市场竞争依赖于长期技术积累,而非单纯依赖资金投入。中国科学院当年启动“六五”锂离子导体重大项目,物理研究所从基础研究开始做起,到创办北京星恒公司实施产业化,再到建立国内第一套量产的动力锂电生产线,并成功通过美国UL 认证。我们发现,锂电产业发展,需要从锂矿资源、关键原材料制备、电池单体制造、电池成组及电池系统集成等各个环节全面布局,只有科研界与产业界良好互动,才能迅速打开局面,推进整个产业化的进程。

电池产业的快速持续发展离不开电池材料研发平台、电池结构设计与生产工艺研发平台、电池应用技术研发平台的支撑。只有保持持续的技术研发、拥有掌握核心技术的能力,才能占领电池技术的制高点。我国大容量大功率动力电池在结构设计,正负极材料、电解液、隔膜匹配等方面与国外均有差距。在组装环节,由于无法确保工艺流程完全达到无水化、无尘化、机械化生产,已成为我国电池产品能否性能稳定均一的最大障碍;由于在材料配方及粉体制备工艺细节等关键环节上的局限,正极材料的纯度、粒度、粒度分布、工艺重复性与国外同类产品仍有差距;隔膜主要难点在于复合材料、厚度、强度、孔径等;电解液的难点在于制备,电解质粘度、热稳定性、温度范围控制和阻燃添加剂等方面也待突破。

总之,储能产业发展路径尚在探索中,技术更远未成熟,正处于千舟竞发、百舸争流的状态,在储能领域表现得尤为明显。一个新兴产业的诞生总是伴随着技术方向的分歧、技术标准的缺失以及整体市场的混乱无章。储能业者,你准备好了吗?

我们建议,至少有以下几类储能参与者需要加深对这一行业的理解:

·技术研发者 需要在了解市场需求和当前产业发展大局的基础上,适时推出适用技术;

·政策制定者 了解产业发展动态,及时制定政策法规,规范市场行为,促进产业有序发展;

·专业投资者 在正确研判政策导向和核心技术走向及市场需求的基础上果断投资;

·制造经营者 知己知彼,了解和掌握核心技术,在优势明显的细分市场上把自己做强做大;

·终端消费者 对意中产品的基本状况要多求甚解,对同类用户的购买行为也要有所了解。



https://wap.sciencenet.cn/blog-594908-460721.html

上一篇:脚踏实地 勇于开拓
下一篇:《高科技与产业化》杂志介绍
收藏 IP: 159.226.100.*| 热度|

0

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (0 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )

GMT+8, 2024-4-29 04:08

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部