「關注」什麼是儲能?為什麼集萬千寵愛於一身?

「關注」什麼是儲能?為什麼集萬千寵愛於一身?

數據:BP世界能源統計年鑑2017版❶

數據顯示,化石能源的石油和天然氣將於50年後開採殆盡,煤還有153年,非化石能源包括清潔能源的水電、核電,以及可再生能源的風電、太陽能等,都遠超常規能源的儲量甚至取之不竭,且對環境友好。由於核電的風險性較高,清潔和可再能源的地域性、限制性和不均衡性等,2016年在中國國家電網的牽頭下由全世界能源公司共同成立的全球能源互聯網,旨在增進合作,建立大一統的新能源體系。

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針對可再生能源的發展,國家發改委和能源局等部門制訂了詳細的目標,短期到2020年即十三五計劃的完成,長期的到2050年,對新能源和各種能源的發展都做了規劃。❷~❻

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新能源雖然取之不盡,但由於風光水資源的波動性(風速變化,光照變化,潮汐變化等),導致其供電也呈不穩定狀態,因此如果做為單一的能源來源,很難實際應用到生產和生活中。結合既有電網的調控後,有的因為地處偏遠無法消納,最終導致棄風棄光的資源浪費。❼❽(棄風棄光:風場停機不發電,光伏電站停止發電)

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為解決大型新能源的消納問題,以及新能源的推廣應用,促進環境的健康發展,自2013年起中國效仿歐美的度電補貼政策(FIT),開啟了分佈式能源的推廣和普及❿⓫。同時我們也在研發和建設特高壓輸電線路,未來將形成了“西電東送、北電南供、水火互濟、風光互補”的中國能源互聯網。

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為應對電力需求的變化,緩解新能源電站對主電網的衝擊,同時做為離網系統的重要組成,以及不同應用產品的主要部件,儲能做為一種優質的電源和媒介,都具有很大的優勢。

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隨著電力技術的發展而得到了長足的進步,世界各國也因為電力的不同需求建設了大小不等的儲能設施和設備,2017年國家發改委等部門也發佈了文件指導產業在國內的健康發展⓬。現在我們來了解一下,到底什麼是儲能。

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儲能技術(EES)主要是指電能的儲存。儲存的能量可以用做應急能源,也可以用於在電網負荷低的時候儲能,在電網高負荷的時候輸出能量,用於削峰填谷,減輕電網波動。儲能本身不是新興的技術,但從產業角度來說卻是剛剛出現,正處在起步階段。(維基百科)

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不同的儲能技術應用在不同的領域,按現有裝機容量計,99%的儲能是抽水儲能,其效率為70%~85%,世界上第一座抽水儲能項目於1882年建於瑞士,其後歐洲和美國的裝機量都名列前茅,日本在上世紀90年代後超越成為世界上裝機容量最大的國家。⓮我國第一個項目於1968年建於河北崗南,截止2017年底全國共有30座抽水儲能電站投入運營,還有36座在建(維基百科)。

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儲能的各類技術不在此一一介紹,上圖和資料⓯可以看出他們的一些應用和優缺點。

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前面介紹了新能源因為資源的波動性導致其輸出功率不恆定,同時結合電網、負載等的變化,使新能源接入電網和直接輸出到負載提高了技術和服務門檻。

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新能源電站使用儲能可將一個不可控的、波動的且難以完全預測的能源轉化為一個可控和可預測的能源,使之與火電等傳統能源發電相似,同時儲能本身的移峰填谷等作用還可以加強電力的調配,利於電網的最優化運行。⓰現在已經有許多專業化的公司或部門在做新能源板塊的儲能,根據不同的應用場景,一般使用的是鈉硫電池、飛輪電池、鉛酸電池、鋰離子電池等,離網系統如邊遠地區、海島、電信基站、衛星以及太陽能路燈等採用鉛酸電池、鋰離子電池等。未來幾年,隨著技術的進步、市場的發展和政策的變化,可再生能源的儲能市場將得到充分的發展。

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上面介紹的都是大型儲能,微型的儲能有我們平常熟悉的手機電池、5號電池、鈕釦電池、機動車電瓶等,其中像5號電池、鈕釦電池一般屬於鹼性鋅錳電池,也稱一次電池,即只能使用一次不能重複充電的電池,手機電池、電瓶等稱二次電池,即能反覆充電使用的,一般採用的是鋰離子、鉛酸等技術。電動汽車一般採用鋰離子電池中的磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池兩種,不同廠商使用的不同技術,下面我們看看常見的電動汽車都使用了什麼電池。

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電池佔了純電動車成本的上圖有一項關於電池的很重要的參數,即重量/能量密度,其值越大代表相同重量的電池能量越高,簡單來說就是數值越大,汽車續航越久。因為新能源汽車要儘量輕量化車身,所有重量/能量密度當然是越高越好,但汽車同時要考慮價格、安全、技術、用戶群等問題,所以市面上的新能源汽車基本都是一個綜合考量的結果。

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為減少碳排放,倡導綠色出行,我國近幾年對購置新能源汽車給予了補貼和優惠政策,全球的新能源汽車市場也在也在飛速增長。

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有的國家甚至制定了燃油汽車正式退出本國市場的時間,我國的退出時間也在制定過程中。全球的新能源汽車市場呈現火熱狀態,資金、技術和服務都在這個行業遍地開花。

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最後,隨著技術的發展和市場的競爭,新能源和儲能已經變得越來越觸手可及,新能源汽車已經步入千家萬戶,你還在等什麼?!


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