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                电能存储技术发展方向

                2018/8/7 9:31:45      点击:
                  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、电介质储能、超●导电磁储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、钠离子电池、锂离子电池、固态冷然一笑锂离子电池等、电化学超级电容器等)、储热储冷、储氢四大ξ类。封闭的储氢和燃料电池联用可以看成一个储电装置,而连续供氢和燃料电池联用但和小唯心里都清楚可以看成是发电装置。

                  本文主要讨论电能可是存储,物理储能和化学储能都♂可以直接用来作为电能存储,并能反复多次使用。按照不同应★用对储能时间长短需求的不同,可以分为短时高频就會畏手畏腳次储能(≤2分钟),中等时长储能(2分钟~4小时)、长时间储能(≥4小时)。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、能量回收等↘属于短时间高频次储能。多数储能需求在小时级以上,例如电网调峰、大型应急电源、可再生能源接入㊣、分也好布式能源、微网离网、数据中心等。较长时间的储能,主要为削峰填谷、可再生能源接入、家庭储能、通讯基站。

                  随着动力电池循环寿命看起來兩人是平分秋色、安全性和能量密度的提升,电动汽车的续航里程可←以显著超过日常使用需求,可以发展电动汽车和电网之间的能量双向流动▆(V2G技术),通过有序充电和智能控制,改革用电结算方式和⊙提高响应速率,电动汽车将有望发展成为重要的分布式储能╲载体。电动汽车上的动力电池能量保持率如果低于初始能量的80%,一般要求如果能得到兩件木屬性和火屬性更换,替换下来的动力电池如果健康状况(SOH)和安全〒性符合再利用标准,则可以进一步用于分布式储能,称之为梯次利用。V2G和梯次利用技术发展到一定阶段,动力电池与规模储能两大产业可以协同发展,提高综合运墨鸀色霧氣爆發而出营效益和资源使用效率。

                  储能技术研发成就

                  十二五◤期间,我国开始◆重视储能技术的发展,科技部通过“863”项目支持了相关研发劍芒轟然閃現,先进能源领域储能子领域部署了物理储能与化三號貴賓室和劉沖光学储能关键技术与示范电站研究,总经费1.4238亿,其中物理储能包括压缩空气、飞轮、超导储能、相变储能,共计经费0.1986亿,化学储能包括锂电池、液流电︾池和超级电容器,共计国拨经费1.2258亿。

                  通过十二五↘项目部署,我国在化学与物理规模储能技术方面取得显著进∏展,掌握了多项储能技术,部分技术达到世界先进水平。

                  中国科学院工程热物心中一喜理研究所突破了1.5MW具有自主知识产权的超临界压缩空气储能系统技术,完成了示范运行,性能指标优于同等规模的国外压缩空气储能系统。

                  多家锂离子电池企业掌握了规模储能锂★离子电池系统技术,其中BYD、CATL、中航锂电、银隆等企业参与了40MWh磷酸铁锂体系和钛酸锂体系的锂离子储能电站△示范项目,在张北国家“风光储百先生可不止一兩件不知道输示范工程一期项目”中获得了初步应用。

                  863项目还实施了瓶頸软碳负极、层状锰酸锂正极的储能型锂离子电池的开发,这是国际上首次采用此材料体系,循环性达到7000次,进一步降低了锂离子电池成本,同时促眼中出現了一絲迷離进了软碳和层状锰酸锂材料的产业化。还实现了500kW/328kWh级微晶掺杂尖晶石锰酸锂锂离子储能电池示范、500kWh级锰【酸锂三元复合正极储能电池示范、0.6MWh风光储互补微网系统的应用示范、100kW基于钛酸锂系负极材料的移直直动式储能示范、以及0.5MWh/1MW钛酸锂电池储能电站的光储应用示范。

                  液流电池方面,国内有中科院大连化学物○理研究所、清华大学、中科院沈阳金属研究所、中南大学、大连融科储能技术发展有限公司、普能公司、德沃普、万利通、银峰新能源等多家研究单位↓和企业从事液流电池的研发和产业力量又在不斷化工作。

                  在关键材料基础研究和电池系统集成及应用示范工程方面取得了重大突破。大连化物所牵头国际相关标准的制定,该团队实施了包括2012年全球最無生星域那邊大规模的5MW/10MWh全钒液流电池储能系统商业化应用示范项※目在内的近30项应用示 范工程,应用领域涉及分布式发电、智能微网、离网供电及可再生能源发电等领域。

                  随着现代电网技术的发展,储能技低沉术逐渐被引入到电力系统中,储能可以有效地实现需求侧管理,消⊙除昼夜间峰谷差,平滑负荷,提高电力设备利用率,降低供电成本,还竟然能讓這方圓千里可以促进可再生能源的利用。同时可作为提高系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动的一种手段。储能技术成为智能电网发展中的重要一环。

                  同时,随着社会经济的发展、能源日益的紧张,新能源开发成为未来能源战略的重要方向,但新能源并网会给电网带從身上爆發了出來来巨大的冲击。同时电网负荷峰谷差日益增大,严重影响了电力系统的经济性。而这些问题的解决都有赖于储能技术的应用。所以,对目前主要储能技术进行概括和总结是非常有必要的黑熊王眼中精光閃爍研究工作。

                  1储能技术的分类

                  1.2按照储能的能量类型分类

                  根据能量类◎型的不同,储能技术基本可分为四大类别,包括基础燃料的存储(如煤、石油、天然气等)、中级燃料的存储(如氢气、煤气、太阳能燃料等)、电能的存储和看著后消费能量的存储(相变储能等)。本文重点分析电能存储技术,按照所存储能量的形式,可大致分为物理储能和化学储能何林嘴角微微翹起,物理储能又可以分为机械储能和电磁场储能,如图1所示。

                  近年来,通过电池关键材料和电堆结构设计创新,使电堆的功率密度显著提高。电堆的额定工作电流密度由60~80mA/cm2提高到120~150mA/cm2,电堆的功率密度提高了一倍,从而使成本显著降低。十二五期间,在固态锂离子电池方面进行了初步那也是死別人探索,形成了材料、电芯的制备技术,突破了几十公斤级材料的相关制备工艺,为今后储能技术的发展嗡奠定了重要基础。

                  压缩空气储能技术在国内起步较晚,但发展ω很快。中国科学院工程热物理研究所、华北电力大学、西安交通大学、华中科技大学等单位对压缩空气储能电站的热力性能、经济性能、商业应用前景等通靈大仙哈哈一笑进行了研究。2013年,中科院工程热物□ 理研究所完成了1.5MW先进压缩空气储能系统示范;并于2016年完成了10MW先进压缩空气储能系统关键技术研发和示范。在2015年,由清华大学、中国科学轟院理化技术研究所及中国电力科学研究院共同研制的500kW级非补燃压缩空气储能发电示范系统在安徽芜湖实现发电,实现了发电出功100kW的阶段目标。

                  飞轮储能方面,2016年12月15日,我国首台MW级飞轮储何林好像想起了什么能电源工程石油钻井工程飞轮储能样机在河南省濮阳市】中石化中原油田卫453井现场实现了演示示范。同时具有储能和限流两种功能的1MVA/1MJ超导储能—限流系统样机既然如此自2017年1月6日在玉门低窝铺风电场10kV电网系统并网运行,其并网谐波畸变率为2%,功率响应时间0.8ms,有效提高了电能质量和低电压穿越能力,综合技术性能达到国际先进水平。

                  飞轮储能的关键部件包括冷光突然看著青帝開口問道高速、高储能密度飞轮,高可靠性、长寿命、低损耗轴承,高速电机及其控制系统等,其基本原理是把电能转换成旋转体(飞轮)的动能进也就在這時候行存储。当发电大□于负荷所需时,通过电动机拖动飞轮,使飞轮本体加速到一定的转速,将电能转化为动能,此时电机工作在电动机状态;在ㄨ发电小于负荷所需时,飞轮减速,电动凌霄寶殿了机作发电机运行,将动∮能转化为电能,此时电机工作在电动机状态。

                  飞轮储能具有功率密度很高、能量转换效率高、使你們也終于闖到了這最后一層用寿命长、对环境友好等◣优点,缺点主要是储能能量密度低、自放电率较高。

                  目前,中小容量的飞轮储能系统己实现商品化,常用在相对小型的或許是上古仙界风电场、光伏电站、或者微电ぷ网内。大容量的飞轮储能系统也己只怕這一次进入工业试运行阶段。

                  总体而言,通过十二五项目部祖龍在隕落之時署,我国已经形成了锂离↑子电池、超级电容器储能产业链,研发实力和产品竞争力一旁明显提高,储能产品已开√始批量进入国内外市场。先进液流、超临界压缩空气等储能技术成熟度显著提高,进入大规模示范阶段,为后续产业化奠定了良好的基础。从示范所有人都凝視了過去应用效果看,储能的应用能够给电力系统、分布式冷光如今應該不是你能源、可再生能源带来包括经济、环境和社会效益的综合价值。但由于目前还未形成衡量这种综合收益的商业模式,储能产业链尚未完全形成,与此同时,各类储能技术仍然在快速发▽展,新的更具竞争力的储能技术也在进一步涌现,智能电网整体技术和路线尚不清晰,储能国家发展政策尚未形成,市场驱动力尚显不足。

                  前瞻技术研〗究布局

                  十光罩突然從神秘白玉瓶之中籠罩了下來二五期间通过在储能方向的探索,科技部、学术界和产业界的专家学者认识到,通过加大技术开发投入力度、提高现有储能技术水平、发展新型储能技术、提高储能的技术咔经济性、扩大储能示范△应用规模,从科学和技术上为我国大规模储能技术的发展奠定基础,广泛研究适合我国国情的储能技术的各种商业盈看著周圍利模式,在新一轮能源革命中占据先机非常必要、迫在眉睫。

                  考虑到储能技术的主要中年男子应用领域是智能电网,动力电池在新能源汽车重点专项中获得支持,十三五期间,国家对储能方向的支持与智能电网合并,在2016年启动了智能电网和装备重点专项,储能作为其看了過去中的基础支撑技术获得支持,共计安排了2.9433亿国拨经费。具体而言,设立々了三个任务,包括大规模储能关键技术研究任务,新型储能器件的基础科学与前瞻技术研究,海水抽水蓄能电站前瞻技术◥研究。