天涯部落

小圈子,大声音!呼朋引伴网聚部落!

创建新部落?

储能的最好时代 看过这些才不会被抛入博物馆

楼主:diaocuanwyi 时间:2015-07-24 17:03:16 点击:39 回复:0
脱水模式给他打赏只看楼主 阅读设置
  
  你知道吗,能源版图正在悄悄改写,因为传统能源正受到来自储能技术的致命威胁。

  试想,如果电动汽车的电池不再是排满整个后备箱,而是可以轻松提走,充电时间也如加油一样分分钟搞定,一次续航时间可达600公里以上,最为关键的是,这车不过是市面上普通型轿车的价格,甚至更低,你会愿意买一辆吗?

  这或许是储能的最好时代。一头是新能源的快速发展并逐渐接入电网,另一头是其与生俱来的不稳定性使储能成为必须。根据国际能源署预测,美国、欧洲、中国和印度到2050 年将需要增加310 GW并网电力储存能力,麦肯锡则将储能列为“到2025 年将产生颠覆性作用、对经济发生显著影响”的技术,预测市场价值将达0.1 万亿至0.6 万亿美元。美国、日本、欧洲等发达国家及地区已从国家层面对储能进行研发布局;嗅觉敏锐的电网运营商等公用事业机构、大型能源设备制造企业及一些中小型科技企业更是已趁人不备踏入这片蓝海……各位看官,这些信号绝非偶然!

  7月22日,业界期盼已久的新能源微电网指导意见终于落地,目的就是探索建立容纳高比例波动性可再生能源电力的发输(配)储用一体化的局域电力系统,下一步将继续出台一个储能的配套文件。如果你关注新能源,如果你不想像柯达胶卷和诺基亚一样,被猝不及防抛入历史博物馆,那就赶紧搬来小板凳,跟南度度一起补课储能技术的基本原理及其主要的技术路线图。



  技术路线图,主要用于所有在未知环境中发展的新技术,是为了满足产品的开发需求而进行被选技术的识别、选择和开发的技术规划,可以用于探寻和确认技术资源、组织目标和不断变化的外在环境三者的联系,是支撑技术和规划的有效工具。

  储能技术知多少

  储能,就是通过物理或化学手段将电、热等形式的能量储存起来,在出现用能需求时释放的过程。比如用熔融盐储热能,用电容器或超导体储电磁能,用飞轮或抽水蓄能电站储机械能,用常见的各种电池储化学能等等,储存光能、核能也是储能的一种,但人类还没有找到可人工储存这两种能量形式的材料。



  目前储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。

  根据各种储能技术的特点,飞轮储能、超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合,如应对电压暂降和瞬时停电、提高用户的用电质量,抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等;而抽水储能、压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。目前世界占比最高的是抽水蓄能,其总装机容量规模达到了127GW,占总储能容量的99%,其次是压缩空气储能,总装机容量为440MW,排名第三的是钠硫电池,总容量规模为316MW。

  国际组织储能技术路线图

  国际能源署

  国际能源署于2010 年制定了《能源技术路线图改进和实施指南》,2014 年发布了《储能技术路线图》。该路线图的内容主要包括:调查能源系统中储能的优点并分类;探索新的方法,使得在利用储能优势的同时降低成本,以及识别部署中的障碍;对其它技术进行竞争分析。主要研究的技术包括蓄电(机械转换、化学转化等)、蓄热(水/冰蓄冷、热化学存储)。

  国际能源署指出,储能技术在大部分能源系统中极具价值,但不同储能技术的成熟度大相径庭;目前部分小规模储能系统在偏远社区和离网应用中具有成本竞争力,而大型蓄热技术在满足许多地区的供暖制冷需求上具有竞争力;市场设计是加速储能技术部署的关键;同时,还需要加强对储能技术研究开发的公共支持。

  路线图提出了未来10 年内,成功开发和部署储能技术所需要开展的最重要行动的建议。即,确定近期具有成本效益的利基市场并支持在这些领域的部署,激励现有储能设施的改造以提高效率和灵活性;通过消除价格扭曲和产生利益叠加打造良好的市场和监管环境,支持还没有广泛部署的技术开展示范项目和处于早期发展阶段的储能技术研究开发,包括高温蓄热和可扩展电池以及混合储能系统;建立国际标准综合数据集,并随着储能技术进步进行递增式修订;完成已建储能设施的评估,定量化评价在特定区域和能源市场的储能价值;开展国际和国家层面数据合作以加速研究、监测进展和评估研发瓶颈。

  欧盟

  2009 年欧盟委员会在技术路线图的基础上提出了《欧盟能源技术战略规划》。2011 年欧盟委员会提出《能源技术材料战略规划》,并发表了《低碳能源技术材料路线图》,作为欧盟能源技术战略规划技术路线图的补充和扩展,其详细描述了欧盟未来10 年推进11 项能源技术(风电、光伏、太阳能热发电、地热、蓄电、电网、生物能、化石能源、氢能和燃料电池、核裂变能以及建筑节能)发展的关键材料研究和创新活动。

  《低碳能源技术材料路线图》指出,蓄电是一项重要的技术,可以提高欧洲电力系统的可管理性和灵活性;目前,大多数储能技术过于昂贵,在系统规模的广泛部署和集成方面技术性能不足;材料往往限制性能提高,而这也是安全和可靠电网中存储技术经济性、有效性和可靠性选择方面的决定因素;将存储技术带入商业成熟阶段,并加快过渡到大规模商业化是一项优先任务。

  为此,蓄电材料路线图提出了一项全面的研究和发展计划(如下图):针对低成本、安全和可持续的电化学、电解质结构材料,具有超级电化学、热学和力学性质,能够在极端工作条件下工作,循环寿命长,为欧洲面向能源技术(如锂离子电池、氧化还原电池、压缩空气储能、抽水蓄能)和电力技术(如电解电容、超导磁储能和飞轮)提供具有工业潜力的创新电池/系统设计和制造工艺。这项计划重点是发展新的电化学途径和新兴技术(如金属空气电池、固态电池、液态金属系统等)概念验证。



  主要国家储能技术路线图

  储能研究水平较高的国家主要是日本、美国等发达国家,这些国家已经具备较为完备的储能研发基础,并得到政府的充分重视,因此在路线图研究上也往往比较超前和完善。

  日本

  早在 2008 年,日本经济贸易产业省就在“凉爽地球—能源技术革新项目”的框架下提出了一个高性能的储能技术路线图。该技术路线图主要集中于能源传输问题,包括高效超导传输技术路线图、高性能电力存储技术路线图、氢能生产、运输与存储技术路线图。

  “高效超导传输技术路线图”要求,到2030 年要实现传输距离由100 米提升至数千米;电压由66kV增加至275 kV;电流由1kA增加至10kA;低功率由1W/m/phase 降至0.3W/m/phase。关联技术包括:冷冻机技术、系统管理技术、电气绝缘技术、超导发电机(包括风力发电)。

  “高性能电力存储技术路线图”提出,到2040 年设备的寿命由10 年延长至20年,费用由40000JPY/(kWh)降至15000JPY/(kWh)。通过研发新概念电池(如金属空气电池)、加强型锂电池、钠硫电池、氧化还原液流电池、镍金属氢化物电池、加强型镍氢电池、新概念电容器,从而极大地提高性能,减少费用。主要的关联技术包括:住宅能源管理系统、大厦能源管理系统、地方级别的能源管理系统。

  “氢能生产、运输与存储技术路线图”指出:制氢由水解、化石燃料产氢发展到可再生能源制氢和光催化制氢等,可以极大地节约成本;氢的运输技术由压缩氢运输、液态氢运输、管道运输转变为高压运输、液态运输,可以极大地提升运输效率和安全性;储氢技术由超高压容器、液态氢容器到络合物、有机金属结构可以极大地节约成本,延长存储时间,提高安全性。主要的关联技术包括:氢供给技术(建造小型加氢站,地方和国家规模的氢燃料供给系统)、燃料电池电动汽车和燃料电池设施。

  日本氢能生产、运输与存储技术路线图



  美国

  尽管美国能源部发布的一些关于美国储能市场和技术的研究结果比较有价值,但还未颁布联邦层面的储能技术路线图。2014 年9 月,美国电力咨询委员会通过了《2014 储能计划评估报告》,对美国能源部关于储能计划战略和行动进行了回顾和总结,并为能源部制定和实施其储能项目提出了相关建议。

  该报告建议,要通过科研部门重点研究输电网。同时,储能领域中的各国际机构彼此间的合作应变得更加的透明,且这种合作关系应得到进一步的协调和强化。电力咨询委员会还建议从以下几个方面来重点研究或评估各项工作,分别是:传输层中的存储连接方式;抽水蓄能和压缩空气储能技术;电力电子成本;监管以及市场设计及其对储能的影响。

  美国各州则开始研究各自的储能路线图。2011年11 月,加利福尼亚州发表了“2020 加州储能战略分析报告”,该报告评估了不同的储能技术,探讨了不同政策对加州能源配置的影响,概述了关键技术的差距、未来研究的需求以及政策改革。为能源委员会、加州公共事业委员会和其它监管机构针对如何利用储能技术有效地降低纳税人的成本、化石燃料的排放和增加可再生能源发电、并入加州电力系统问题提供了参考框架。

  2012 年,纽约电池与储能技术联盟(NY-BEST)负责纽约储能技术路线图规划,评估了储能技术的形势,为纽约州正在发展的储能行业制定了战略大纲。该行业路线图包含了广泛的储能技术,如锂电池、燃料电池、超级电容器、飞轮、抽水蓄能、超导体和蓄热器等。该路线图研究技术、行业和政策三者在本州的定位,并针对每个方面提出重要的建议。

  法国

  法国将储能作为未来投资的主要方向之一。2011 年由法国环境与能源控制署(ADEME)组织制定了《储能体系战略路线图》,目的是全面梳理储能面临的工业、技术、环境和社会问题,需要克服的技术、体制和社会经济障碍,更重要的是描绘出基于时间节点的优先研究主题,包括产业研究、示范、产业化实验及技术平台测试等不同阶段的需求。路线图研究的结果作为ADEME 在交通和固定储能应用领域研究项目招标的依据。

  参与路线图制定的专家来自三个方面:(1)制造商,如阿尔斯通、SAFT、Enersys 等;(2)研究机构,如法国国家研究署、法国原子能委员会、法国国立科研中心等;(3)公用事业机构和用户,如法国电信、标致集团、EDF、雷诺汽车等。

  此外,法国政府和一些利益相关企业(法国电力公司、法国苏伊士燃气集团、德国意昂集团、阿尔斯通、帅福得等)资助了一项关于法国潜在储能市场的研究。该研究共分为三个阶段,首先是定义各项环节,收集战略要素并完成各个环节的建模工作,确定能源愿景,形成概要并执行,明确需求与服务。其次,对电气系统、冷/热网的需求进行评价,并评估其潜在市场。同时,结合技术问题,构建储能体系并提供备用解决方案。最后,根据构建的经济模型分析储能方案,并分析储能系统对整个工业的影响。

  法国储能发展研究



  英国

  英国已经发表了一些有价值的储能研究成果,其中2011 年未来低碳中心发表的《英国储能的路径》很可能成为英国的技术路线图,这份报告分别从用户主导、分布式、集中式三个方面制定了储能部署的路径,内容如下。

  (1)基于用户主导的储能路径部署。2014年开始推广智能电表,消费者能够开始使用热泵蓄能;2020 年推广微型发电和电动汽车,强制实施城市的低压网络,转变蓄热器的材料;2030 年发展电动汽车与电网互动技术。

  (2)基于分布式的储能路径部署。2010年采用分散式发电;2020 年促进分布网络运营商(DNO)发展,部署低压与中压网络;2030 年实现智能的电网过滤。

  (3)基于集中式的储能路径部署。2010年投资海上风电;2013—2014 年引入电子存储记录器机制,提升目前的抽水蓄能技术;2020 年引入碳捕集与封存。

  最后安利一嗓子:为推动分布式能源、储能及电池行业的发展,促进储能与电池工业的产业升级,南度度携手广州巨典展览有限公司联合举办“2015中国广州国际分布式能源与储能博览会”,于2015年11月1日至3日在广州琶洲保利世贸博览馆开展,观众可以登记免费参加展会噢!(点击http://www.nandudu.com/announcements/6了解更多)

  想看更多炫酷的储能技术?快给我们留言,到南度度碗里来!

  扫描下方二维码↓↓↓带你了解更多信息~~~


相关推荐

    发表回复

    请遵守天涯社区公约言论规则,不得违反国家法律法规