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[划重点]可再生能源不可控储能八仙过海

2022-06-01 来源:张家界农业机械网

可再生能源不可控 储能八仙过海

世界能源格局正在剧变,、清洁、低碳的可再生能源已成主流方向。然而,可再生能源的间歇性和不可控性,成为影响可再生能源发展的重要制约因素。学界和业界将答案寄望于储能技术,而储能技术被看作是可再生能源发展道路上必须跨过的一道坎。

可再生能源不可控 储能八仙过海

储能潜力大

经过长期发展,目前我国已成为世界上大的能源生产国和消费国,形成了煤炭、电力、石油、天然气、新能源、可再生能源全面发展的能源供给体系,技术装备水平明显提高,生产生活用能条件显著改善。

就储量而言,我国陆地可再生能源非常丰富,还有海上风电资源,但目前中国可再生能源仅占到整个能源消耗的3%,远远低于发达国家可再生能源的利用率,在中国发展可再生能源未来的潜力还是非常大的。

要促进可再生能源快速发展,一定要首先加强可再生能源的基础研究,比如通过科学测算,把可再生能源对人类社会做出的贡献,以及燃煤带来环境污染和资源浪费,度量到每度电的价格中去,重新评估化石能源和可再生能源的价格,用科学和事实算一笔明白账,才能让更多的民众、企业去接受绿色电力。

储能八仙过海

2014年12月31日早上7点,国家风光储输示范工程二期扩建工程风场规划目标建成竣工,开始转入运行调试阶段。这一工程自2011年投运以来,破解了许多新能源大规模集中并的难题,示范效果显著,刚刚建成的二期扩建工程将成为国家风光储输示范工程升级版。

据财新了解,张北风光储输示范项目中主要是采用锂电池进行储能。在一期项目中,储能电池设备共分成了五个包进行分批招标,其中四个都是磷酸铁锂电池系统,磷酸铁锂电池系统装置分布于占地近9000平方米的三座厂房内,共分为九个储能单元,共安装电池单体27万节。

这一工程位于张家口市张北县和尚义县内,于2011年投运,是世界上规模大的集风力发电、光伏发电、化学储能装置及智能输出四位一体的新能源工程。截至2014年12月25日,工程累计输出绿色电能超过8.4亿度,其中风电5.9亿度、光伏电2.5亿度,储能电0.05亿度。

负责项目运营的中国电力科学院电工与新材料所所长来小康告诉财新,项目步的功能验证目标已经实现,下一步的工作目标是数据积累和数据挖掘,用大数据的方法,进行分析对比,看哪种技术比较好,短板在哪里。

张北二期项目总投资约64亿元,其中:风电投资约36亿元,发电规模400兆瓦,光伏与储能项目投资约28亿元,光伏发电60兆瓦,化学储能发电50兆瓦。所有工程计划2015年12月建设完工。在二期项目中,锂电池仍然是储能项目的主力。

按能量转换方式,储能技术可分为物理和化学储能技术两大类。物理储能技术主要有抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能等;化学储能技术主要有铅酸电池、液流电池、钠硫电池、锂离子电池等。

以抽水蓄能为代表的物理储能是目前为成熟、成本低、使用规模大的储能方式,以各种电池为代表的电化学储能是应用范围为广泛、发展潜力大的储能技术。

在各种电能储存技术中,一般会根据各自特点,进行综合比较来选择适当的技术,可供选择的指标主要包括:能量密度、功率密度、响应时间、储能效率、设备寿命或充放电次数、技术成熟度、经济因素以及安全和环境方面的考虑,再根据应用的目的和需求,选择储能种类、安装地点和容量。

来小康指出,当前采用以锂电池、液流电池为代表的电化学储能的比较多,因为电池本身可以作为一个电力设备,可以在生产线上批量化生产,便于运行和维护,而抽水蓄能这种方式建设周期比较长。电化学储能和物理储能的优势在于,可以从材料角度获得较大上升空间,设备布置也比较灵活。

在中国科学院大连化学物理研究所储能技术部部长张华民看来,电化学储能有几大优势,包括选址灵活,几乎不受地理条件等限制;功率、容量配置灵活,可以采用模块化设计;响应速度快,具有更高的调频效率,实现功率平滑;建设周期短,无需固定建筑,对建设场地的要求低。

中国电力科学研究院副总工程师胡学浩告诉财新,对于电来说,储能根据时间来区分可分为三大块,时间长的是能源管理,包括抽水蓄能电站,压缩空气储能和蓄电池,时间稍短是过渡能源,通常靠蓄电池解决。

时间短的一部分就是超级电容和飞轮。当主和微电之间出现电压和频率落差的时候,能够瞬间补上,保证微电系统的安全稳定。

从目前的发展态势上看,一般来说大规模的电调峰主要使用抽水蓄能,但这种方式对于地理位置要求比较高,其他的储能方式如压缩空气、超导、飞轮,都没有成熟到能够产业化。目前锂电池产业链比较成熟,中国也积累了一些示范的经验。而液流、钠硫电池,性价比还是无法和锂电池相比,产业链和规模上还需要时间。

1月25日,上海市崇明智能电综合示范工程完成东滩风电场储能接入示范、堡镇钠硫储能电站示范两项工程建设,投入试运行。其中前者采用集装箱式设计将磷酸铁锂电池储能系统接入风电场,平抑风电场出力波动,提高风电接入率。后者则是国内钠硫储能技术的工程化应用示范。

中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员黄长水对财新说,储能方式很多,便利的还是电化学储能,操作性也比较简单,当然首先需要解决的还是安全性的问题,要求功率越高,对于安全性的要求越高。

他说,电化学储能中,液流储能和锂电池相比可以实现大功率充放电,成本也更低,但是体积特别大。各有各的利弊,通过储能方式进行电力转换,肯定是一个必然的发展方向。

随着全球可再生能源市场的蓬勃发展,储能用以可再生能源接入、电力输配及辅助服务领域的节奏正在加快。按NavigantResearch的预测,储能未来的主要市场集中在风光并、分布式光伏及微电、电力输配和新能源汽车储能等领域,未来10年内呈爆发式增长态势。风光电站、分布式发电及微、智能电建设及电动汽车大力发展都为储能产业发展带来巨大的机遇,预计中长期内国内储能产业将保持旺盛的市场需求。

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