儲能技術(shù)突破將引發(fā)全球能源“大洗牌”
儲能技術(shù)廣義上來說可以分為儲熱與儲電吵冒,狹義上則是指通過一定的物理或化學手段將電能儲存起來能盈,并在需要時釋放電能父系。隨著人類對能源需求的逐漸增加亮史,傳統(tǒng)能源在儲量邪涕、環(huán)境污染茄溢、能源效率以及成本等方面的約束日益突顯。尋求能源替代椭集,對新能源進行研究和利用已經(jīng)成為全世界的共同主題蝉狭,也是未來不可逆的能源發(fā)展趨勢。
目前尋找新能源的主要路徑是將風能咳龄、太陽能逐漸納入到電力系統(tǒng)中色递。與傳統(tǒng)的化石能源發(fā)電相比,以風能太陽能為基礎(chǔ)的可再生能源發(fā)電依賴于自然條件祷书,具有波動性和間歇性的特點粪趋,大規(guī)模納入會對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定帶來很大的沖擊。
有專家認為舔艾,對于風力發(fā)電磺浙,如果裝機比重在系統(tǒng)比例10%以下,傳統(tǒng)技術(shù)可以基本保障電網(wǎng)的安全穩(wěn)定;當風電裝機比例超過20%徒坡,就需要儲能手段來減少波動性與間歇性撕氧,避免對電網(wǎng)造成難以承受的沖擊。因此喇完,儲能技術(shù)發(fā)展是可再生能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)的必須條件伦泥。
對于分布式可再生能源風電太陽能來說,儲能技術(shù)更為重要锦溪。分布式能源主要指建在用戶端的能源供應方式不脯,可獨立運行或并網(wǎng)運行,按照用戶多種能源需求刻诊,采用需求應對式設計的新型能源系統(tǒng)防楷。這是可以將資源和環(huán)境效益最大化的分散式供能系統(tǒng)。由于可以降低輸送環(huán)節(jié)的損耗则涯,因此可以提高能源利用效率复局。
但是,同樣由于風電太陽能的不穩(wěn)定性粟判,儲能手段也是分布式可再生能源大規(guī)模發(fā)展的必要條件之一屏糊。有人認為,至2050年人類的太陽能利用可以占總能源供應的50%寇淑。如果沒有經(jīng)濟可行的儲能技術(shù)唯诞,這個美好愿景難以想象。因此可以說疼喝,儲能技術(shù)可以真正的改變?nèi)祟惖哪茉垂?/p>
能源安全也是中國能源發(fā)展的一個重要目標诊乐。中國目前石油進口依存度已經(jīng)超過60%,而且未來還將繼續(xù)上升我值,石油價格的大幅度波動晰等,除了影響整體經(jīng)濟運行然怕,還會影響能源行業(yè)的健康發(fā)展。因此政府需要提前布局石油替代歉莫,降低對其他國家的能源依賴鱼灶,減少國際油價波動對經(jīng)濟安全運行的影響。
混合動力和純電動汽車被認為是未來汽車行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向张绊,已經(jīng)成為世界汽車強國和主要汽車制造商發(fā)展重點信高,而儲能技術(shù)是電動汽車發(fā)展的主要約束。對于中國來說涛贯,電動汽車除了減少城市環(huán)境污染诽嘉,電動車的普及可以替代石油,減少石油對外依存弟翘。
近年來電動汽車和儲能技術(shù)進步迅速虫腋,作為石油替代的可能性也越來越明顯。SONY公司在1992年研制出鋰電池后稀余,該技術(shù)在材料和制造工藝上有了很大發(fā)展悦冀,在發(fā)電系統(tǒng)及電動汽車領(lǐng)域有非常廣泛的應用。2014年世界儲能技術(shù)新增裝機中睛琳,鋰離子電池占比達到了71%盒蟆。目前鋰電池技術(shù)仍無法滿足電動汽車的普及要求。
首先师骗,因為電池過大历等,一般電動汽車的重量都超過了體積相當?shù)钠推嚕抢m(xù)航能力卻只有汽油汽車的一半丧凤。其次募闲,在充電方面鋰離子電池也無法滿足消費需求,據(jù)估計晰奉,電動車想要實現(xiàn)商業(yè)化,電池密度至少達到250Wh/kg空崇,但目前電動汽車鋰電池密度普遍不足100Wh/kg措抒。最后是鋰電池目前成本過高,可以占到電動車成本的一半居绸,直接導致了電動車在價格上難與傳統(tǒng)汽車競爭精克。
今年4月特斯拉推出了Powerwall家用儲能電池,引起了業(yè)界的廣泛注意因登。Powerwall可以將電費低廉時儲存的電能在電費高昂時釋放硅魁,或是與可再生能源太陽能風電配套使用,其經(jīng)濟性是能否大規(guī)模推廣的最重要標準步鸣。
此次推出的Powerwall有7kwh和10kwh兩種容量枯昂,售價分別為3000美元和3500美元醇帅,且均有充電次數(shù)限制。由于Powerwall主要著眼于產(chǎn)品與太陽能發(fā)電系統(tǒng)配套使用霸瘾,因而除電池外隐听,用戶還要購買太陽能面板、逆變器等唆涝,整個系統(tǒng)成本據(jù)說在2萬美元以上找都。由于太陽能用戶可以將剩余電量出售給電網(wǎng),因此削弱了Powerwall的經(jīng)濟性廊酣。
目前美國安裝儲能電池總價約為1.28億美元能耻,多數(shù)集中在事業(yè)機構(gòu),家庭安裝僅為1%亡驰。有機構(gòu)分析嚎京,特斯拉需要將銷售價格下調(diào)75%左右。特斯拉正與松下合作建造大型的電池工廠隐解,有望在不久的未來使成本降低約30%鞍帝。如果油價持續(xù)低迷,Powerwall的成本的確需要有更多的下降空間煞茫。
一直以來帕涌,世界各國都很重視大容量儲能技術(shù)的研發(fā)與運用。目前美國已投運的儲能項目為95個续徽,裝機規(guī)模超過357MW蚓曼。日本裝機規(guī)模約為310MW,列第二位袒忿。2014年美國的新增裝機規(guī)模為34.4MW价烘,中國和歐洲分列二、三位蓖桅,裝機規(guī)模分別為31MW和27.7MW稻漏。
大容量儲能技術(shù)實現(xiàn)商業(yè)化的只有鈉硫電池和液流電池。比如舍稽,鈉硫電池有較高的儲能密度俗运,效率大約在80%左右,充放電次數(shù)可以達到6000次以上发液。日本京瓷公司所研制的鈉硫電池儲能系統(tǒng)已有100多套投入運營中帜贝,容量已超過100MW。目前大容量儲能中鈉硫電池裝機比重最大焊辈,達到了40%示谐,但鈉硫電池的高成本是制約其發(fā)展的重要因素。
儲能技術(shù)作為新能源發(fā)展和電動汽車的關(guān)鍵環(huán)節(jié),其技術(shù)突破將改變整個世界的能源格局拔调∑友兀可以說,儲能技術(shù)是開啟新能源時代的鑰匙鸠真,一旦儲能技術(shù)經(jīng)濟可行悯仙,將為人類打開一扇通往新能源時代的門。
對于中國而言吠卷,電動汽車锡垄、儲能技術(shù)和風電、太陽能的有效結(jié)合祭隔,除了清潔發(fā)展货岭,還可以形成對石油的有效替代,保障能源安全疾渴,因此政府應該重視儲能技術(shù)的發(fā)展千贯。對于傳統(tǒng)的能源企業(yè),尤其需要重視儲能技術(shù)的發(fā)展搞坝,利益所在搔谴,其重要性不言而喻。
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