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储能电池是可再生能源大规模发展的关键

导读: 一般认为,电池储能的商业化应用还面临着成本问题,只有很少的高电价地区,结合光伏发电,储能技术才具有经济上的可行性。随着技术进步,电池储能的成本的确不断下降,但是一般还是认为受制于较高的成本或其他技术因素,无法大规模商业应用。

  可再生能源具有间断性的特点,电网无法大规模消纳并网,而电动汽车也面临充电设施和电池安全的瓶颈,储能技术是解决这些问题的关键。储能技术对电网的好处有三点:一是帮助增加可再生能源的渗透率,促进分布式发电的发展;二是提升电网的稳定性和实现充分的调峰,减少高峰负荷及对应的电网投资和电源投资;三是通过电价设计,促进电力市场自由化。

  广义的储能技术包括储热和储电。狭义上它是一种运用物理或者化学方式储存电能,并在需要时释放的技术。随着人类对能源需求的逐渐增加,传统能源在储量、环境污染、能源效率以及成本等方面的约束日益突显。寻求能源替代,对新能源进行研究和利用已经成为全世界的共同主题,也是未来不可逆的能源发展趋势。从狭义的角度来看,储能技术包括了机械储能、电池储能和电磁储能等方式,其中较为成熟,可以商业化应用的包括抽水储能和压缩空气储能,这两种为大规模储能技术。一般认为,电池储能的商业化应用还面临着成本问题,只有很少的高电价地区,结合光伏发电,储能技术才具有经济上的可行性。随着技术进步,电池储能的成本的确不断下降,但是一般还是认为受制于较高的成本或其他技术因素,无法大规模商业应用。

  近年来,可再生能源发电的份额逐步提高。可再生能源不但被视为解决环境问题,特别是减少碳排放的有效途径,长期则可能是人类能源需求的最重要的解决方案之一。全球2014可再生能源发力占电力生产总值比例占比为22.8%(包括水电等),其中风能与太阳能之和占到4%。中国面临着严重的环境压力而更加重视可再生能源发电的发展,2014年可再生能源发电量为1.2万亿千瓦时,占总发电量的22%,其中并网风力发电占总发电量的2.8%;光伏发电占总发电量的0.45%,并网光伏占0.42%。2014年在中美双方发布的联合声明中,中国提出计划2030年左右二氧化碳排放达到峰值且将努力早日达峰值,并相应地将2030年非化石能源占一次能源消费比重提高到20%,而此前的规划是到2020年非化石能源占比为15%。考虑到水电核电施工周期较长,增长受禀赋限制,风、光的发展潜力非常大。

  电池储能系统的突破已经到了一个关键点,现在研究储能的经济性,比之前更有时效性与指导意义。而从宏观与微观上分步进行可再生能源与储能系统的研究和政策设定,具有可行性与实证参考意义。

  储能技术的重要性

  目前寻找新能源的主要路径是将风能、太阳能逐渐纳入到电力系统中,并占据越来越大的比重。与传统的化石能源发电相比,以风能太阳能为基础的可再生能源发电依赖于自然条件,具有波动性和间歇性的特点,大规模纳入会对电网的安全稳定带来很大的冲击。有专家认为,对于风力发电,如果装机比重在系统比例10%以下,传统技术可以基本保障电网的安全稳定;当风电装机比例超过20%,就需要储能手段来减少波动性与间歇性,避免对电网造成难以承受的冲击,因此,储能技术发展是可再生能源发电大规模并网的必须条件。

  对于分布式可再生能源(风电太阳能)来说,储能技术更为重要。分布式能源主要指建在用户端的能源供应方式,可独立运行或并网运行,按照用户多种能源需求,采用需求应对式设计的新型能源系统,是可以将资源和环境效益最大化的分散式供能系统。由于可以降低输送环节的损耗,因此可以提高能源利用效率。但是,同样由于风电太阳能的不稳定性,储能手段也是分布式可再生能源大规模发展的必要条件之一。有人认为至2050年,人类的太阳能利用可以占总能源供应的50%,如果没有经济可行的储能技术,这个美好愿景难以想象。因此可以说,储能技术可以真正地改变人类的能源供应。

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责任编辑:Angela
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