重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能將滲透鋰離子電池市場?除電化學電池外還有大量的儲能系統(tǒng),包括熱能、動能和重力勢能等。隨著可再生能源發(fā)電的規(guī)模越來越大,要想真正使儲能技術在能源結構轉型中起到助推作用,人們不得不尋找新的儲能形式。其中,比較有代表性的便是:重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能。
重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能的基本原理
重力儲能是最簡單的一種儲能方式,以重力造成的位能來儲存能源;當電力有多余的時候驅動馬達將重物吊至高處,需要電力的時候再利用重物下降的力量來驅動發(fā)電機發(fā)電。
壓縮空氣儲能電站實質上是一種用于調峰的燃氣輪機發(fā)電廠,其主要原理利用電力系統(tǒng)負荷低谷時段的剩余電力進行壓縮空氣作業(yè),并將其儲存于高壓密封設施內,在負荷高峰時段釋放出來用以驅動燃氣輪機發(fā)電。
氫氣和鋰電池一樣是儲能技術中的熱點技術,氫儲能可看作是一種化學儲能的延伸,其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。因為儲氫能量密度高、運行維護成本低、可長時間存儲且可實現(xiàn)過程無污染,存儲量極大,同時又適用于極短或極長時間供電,其應用前景極具潛力,但發(fā)展階段上還處在示范初期。
重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能將滲透鋰離子電池市場?
在各種稅收激勵和更加低成本的刺激下,可再生能源發(fā)電已經(jīng)將注意力轉移到儲能上,以確保不穩(wěn)定的風能和太陽能提供更加可靠的服務。鋰電池目前占據(jù)主導地位,但從規(guī)模上看經(jīng)濟效率還不足以完全支持所有進入電網(wǎng)的可再生能源的數(shù)量,那就需要有其他選擇,其中以大規(guī)模應用的重力儲能和氫氣儲能為主。
可再生能源是人類社會的重要發(fā)展方向??稍偕茉吹南{是制約可再生能源發(fā)展的關鍵技術之一。由于可再生能源(如水電、風能、太陽能)的間歇性特點,不能長時間持續(xù)、穩(wěn)定地輸出電能,導致大量棄風、棄光現(xiàn)象發(fā)生。儲能技術可將可再生能源發(fā)電儲存起來,在需要時釋放,以保障可再生能源發(fā)電持續(xù)、穩(wěn)定的電能輸出,提高電網(wǎng)接納間歇式可再生能源的能力。
重力系統(tǒng)是儲能市場的最新進入者之一。該系統(tǒng)由一臺安裝在90-140米高的格狀鋼塔上的二至六臂起重機組成,可以在幾毫秒內響應電力需求的波動或電網(wǎng)運營商需要的其他支持,和抽水蓄能一樣,該系統(tǒng)也能提供長期的能量儲存。該系統(tǒng)是可再生能源一天24小時提供基本負載,且電力的成本低于化石燃料。
壓縮空氣儲能在用電低谷將空氣壓縮并存于儲氣室中,使電能轉化為空氣的內能存儲起來,在用電高峰高壓空氣從儲氣室釋放驅動透平發(fā)電。這個技術的優(yōu)勢在于規(guī)模大、成本低;但劣勢在于效率低、環(huán)境污染較大、選址不靈活;因此,現(xiàn)在是將空氣壓縮儲能系統(tǒng)和儲熱蓄能結合,彌補技術劣勢,將效率提升到了70%,但是由于增加了儲熱系統(tǒng),因此初始投資成本相應提高。
氫是長期儲存能量的絕佳介質,不會隨著時間的推移而降解,可以利用太陽能和水電解從而分離氧和氫,然后把氫氣以純凈的形式儲存在有壓力的洞穴里,當需要的時候拿出來在燃氣輪機或燃料電池里使用,還可以將氫氣與天然氣混合以減少天然氣的碳足跡。在儲能市場上,氫氣和重力儲能這兩支新銳部隊正在整裝待發(fā),預計未來儲能市場將更加繁榮。
雖然目前對于誰能替代鋰離子電池、成為新的儲能“王者”,尚無法定論,且現(xiàn)在仍然有許多潛在的儲能技術有待開發(fā)。但可以肯定的是,未來的儲能市場一定是一個多種形式互補、百花齊放的情景,眾多儲能方式也一定會在未來的能源結構中擁有適合自己的天地。
重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能的基本原理
重力儲能是最簡單的一種儲能方式,以重力造成的位能來儲存能源;當電力有多余的時候驅動馬達將重物吊至高處,需要電力的時候再利用重物下降的力量來驅動發(fā)電機發(fā)電。
壓縮空氣儲能電站實質上是一種用于調峰的燃氣輪機發(fā)電廠,其主要原理利用電力系統(tǒng)負荷低谷時段的剩余電力進行壓縮空氣作業(yè),并將其儲存于高壓密封設施內,在負荷高峰時段釋放出來用以驅動燃氣輪機發(fā)電。
氫氣和鋰電池一樣是儲能技術中的熱點技術,氫儲能可看作是一種化學儲能的延伸,其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。因為儲氫能量密度高、運行維護成本低、可長時間存儲且可實現(xiàn)過程無污染,存儲量極大,同時又適用于極短或極長時間供電,其應用前景極具潛力,但發(fā)展階段上還處在示范初期。
重力儲能、壓縮空氣儲能和氫氣儲能將滲透鋰離子電池市場?
在各種稅收激勵和更加低成本的刺激下,可再生能源發(fā)電已經(jīng)將注意力轉移到儲能上,以確保不穩(wěn)定的風能和太陽能提供更加可靠的服務。鋰電池目前占據(jù)主導地位,但從規(guī)模上看經(jīng)濟效率還不足以完全支持所有進入電網(wǎng)的可再生能源的數(shù)量,那就需要有其他選擇,其中以大規(guī)模應用的重力儲能和氫氣儲能為主。
可再生能源是人類社會的重要發(fā)展方向??稍偕茉吹南{是制約可再生能源發(fā)展的關鍵技術之一。由于可再生能源(如水電、風能、太陽能)的間歇性特點,不能長時間持續(xù)、穩(wěn)定地輸出電能,導致大量棄風、棄光現(xiàn)象發(fā)生。儲能技術可將可再生能源發(fā)電儲存起來,在需要時釋放,以保障可再生能源發(fā)電持續(xù)、穩(wěn)定的電能輸出,提高電網(wǎng)接納間歇式可再生能源的能力。
重力系統(tǒng)是儲能市場的最新進入者之一。該系統(tǒng)由一臺安裝在90-140米高的格狀鋼塔上的二至六臂起重機組成,可以在幾毫秒內響應電力需求的波動或電網(wǎng)運營商需要的其他支持,和抽水蓄能一樣,該系統(tǒng)也能提供長期的能量儲存。該系統(tǒng)是可再生能源一天24小時提供基本負載,且電力的成本低于化石燃料。
壓縮空氣儲能在用電低谷將空氣壓縮并存于儲氣室中,使電能轉化為空氣的內能存儲起來,在用電高峰高壓空氣從儲氣室釋放驅動透平發(fā)電。這個技術的優(yōu)勢在于規(guī)模大、成本低;但劣勢在于效率低、環(huán)境污染較大、選址不靈活;因此,現(xiàn)在是將空氣壓縮儲能系統(tǒng)和儲熱蓄能結合,彌補技術劣勢,將效率提升到了70%,但是由于增加了儲熱系統(tǒng),因此初始投資成本相應提高。
氫是長期儲存能量的絕佳介質,不會隨著時間的推移而降解,可以利用太陽能和水電解從而分離氧和氫,然后把氫氣以純凈的形式儲存在有壓力的洞穴里,當需要的時候拿出來在燃氣輪機或燃料電池里使用,還可以將氫氣與天然氣混合以減少天然氣的碳足跡。在儲能市場上,氫氣和重力儲能這兩支新銳部隊正在整裝待發(fā),預計未來儲能市場將更加繁榮。
雖然目前對于誰能替代鋰離子電池、成為新的儲能“王者”,尚無法定論,且現(xiàn)在仍然有許多潛在的儲能技術有待開發(fā)。但可以肯定的是,未來的儲能市場一定是一個多種形式互補、百花齊放的情景,眾多儲能方式也一定會在未來的能源結構中擁有適合自己的天地。