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浅析几种关键储能技术在能源互联网中的应用前景

2017-05-14 00:12
林契于宸
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(1)锂离子电池

在众多储能技术中,锂离子电池的突出优点是能量密度、功率密度都比较高,对于辅助可再生能源消纳,提供系统需要的灵活性等多种用途都能胜任。目前锂离子电池已经有了中大规模(MW级)电站应用的实例,但是相比之下因为其能量密度高,占地面积小,在中小规模储能、分布式应用领域可能会更有优势。另外锂离子电池较强的功率爬升(ramp rate)特性使得其在调频等辅助服务领域具有良好综合效果,广泛参与辅助服务是其重要的发展方向,并且很有可能率先实现商业模式,达成良好的经济效益。

浅析几种关键储能技术在能源互联网中的应用前景

在此方面,锂离子电池发展的迫切需求是进一步降低成本,提高寿命,以提升该技术的经济性。此外,即将到来的大量动力电池的退役也将为储能领域带来机遇和挑战,提升电池品质,研发物联网技术追踪电池使用历史,开发标准化模组以降低梯次利用难度,开展园区-电池企业-电动汽车-能源服务企业四方合作的模式,开发碎片化能量管理技术等可能是解决电池梯次利用的主要解决方案。

(2)钠硫电池

钠硫电池技术在世界范围内的装机比例较高,但是近年来增长略显乏力。导致该现象的部分原因是钠硫电池技术具有较高的垄断性,主要被日本NGK掌握。该技术主要适合MW级的储能,在可再生能源发电侧并网方面应用实例很多,但该技术占地大,运行温度高,具有一定的危险性,从本质上并不太适合小规模分布式用电及用户侧的需求。因此对于建设中等规模的储能电站,为能源系统提供综合服务支撑方面,该类技术具有良好的应用前景。

(3)铅酸电池

铅酸电池是电化学储能领域中的老兵,其成本低廉性价比高,一直是储能领域的重要支柱,只是在近年才被风头更盛的锂离子电池超过。铅酸电池能量和体积密度低于锂离子电池,因此在最为看重空间和承重条件的用户侧末端不如锂离子电池适合,但是在规模稍大的场合(MW左右)以及有条件进行维护保养的情况下,其性价会更高。

该类技术发展的主要方向是进一步基于铅碳电池的技术,提高其寿命和可用能量部分(支持深度放电),以减少实际电池的用量。此外,进一步规范铅酸电池的回收利用,减少回收过程中尤其是不规范小作坊带来的污染,对于全社会都具有重要的意义。

(4)钒液流电池

钒液流电池体积能量密度较低,能量转换效率大约为70%左右,但是支持深度放电,安全性好,容量和功率可以分开设计,循环寿命很长,电池回收较为简单,而且近年来随着产业链的成熟其成本还有望进一步下探,国内也产生了像大连融科、北京普能这样的优秀企业,因此该类技术在中大规模(MW级)应用方面,不论是作为独立电站为电网提供综合服务,还是在大规模新能源发电站处提供平滑、消纳服务都具有良好的应用前景。

该类技术的主要发展方向是进一步完善产业链,降低成本,并提高系统效率。此外,开发新一代的液流电池技术(比如锌溴、有机体系等)对于扩展该类技术的适应面,提升技术的综合水平也是很有意义的。

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