幹貨 | 儲能技術概述及發展前景
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儲能技術主要分為儲電與儲熱。目前儲能方式主要分為三類：機械儲能、電磁儲能、電化學儲能。
儲 能技術主要分為物理儲能（如抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等）、化學儲能（如鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉硫電池、锂離子電池）和電磁儲能（如超導 電磁儲能、超級電容器儲能等）三大類。根據各種儲能技術的特點，飛輪儲能、超導電磁儲能和超級電容器儲能适合于需要提供短時較大的脈沖功率場合，如應對電 壓暫降和瞬時停電、提高用戶的用電質量，抑制電力系統低頻振蕩、提高系統穩定性等；而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學電池儲能适合于系統調峰、大型應急電 源、可再生能源并入等大規模、大容量的應用場合。
目前最成熟的大規模儲能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下遊兩個水庫。在 負荷低谷時段抽水蓄能設備處于電動機工作狀态，将下遊水庫的水抽到上遊水庫保存，在負荷高峰時設備處于發電機工作狀态，利用儲存在上遊水庫中的水發電。其 能量轉換效率在70%到75%左右。但由于受建站選址要求高、建設周期長和動态調節響應速度慢等因素的影響，抽水儲能技術的大規模推廣應用受到一定程度的 限制。目前全球抽水儲能電站總裝機容量9000萬千瓦，約占全球發電裝機容量的3%。
壓縮空氣儲能是另一種能實現大規模工業應用的儲能方式。利用這種儲能方 式，在電網負荷低谷期将富餘電能用于驅動空氣壓縮機，将空氣高壓密封在山洞、報廢礦井和過期油氣井中；在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動燃汽輪機發電。由 于具有效率高、壽命長、響應速度快等特點，且能源轉化效率較高（約為75%左右），因而壓縮空氣儲能是具有發展潛力的儲能技術之一。
1 機械儲能機械儲能包括：抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能。
1、抽水儲能
抽水儲能是在電力負荷低谷期将水從下池水庫抽到上池水庫，将電能轉化成重 力勢能儲存起來，在電網負荷高峰期釋放上池水庫中的水發電。抽水儲能的釋放時間可以從幾個小時到幾天，綜合效率在70%～85%之間，主要用于電力系統的 調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備用等。抽水蓄能電站的建設受地形制約，當電站距離用電區域較遠時輸電損耗較大。
2、壓縮空氣儲能
壓縮空氣技術在電網負荷低谷期将電能用于壓縮空氣，将空氣高壓密封在報廢 礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞、過期油氣井或新建儲氣井中，在電網負荷高峰期釋放壓縮的空氣推動汽輪機發電。壓縮空氣主要用于電力調峰和系統備用，壓縮空 氣儲能電站的建設受地形制約，對地質結構有特殊要求。
3、飛輪儲能
飛輪蓄能利用電動機帶動飛輪高速旋轉，将電能轉化成機械能儲存起來，在需 要時飛輪帶動發電機發電。飛輪系統運行于真空度較高的環境中，其特點是沒有摩擦損耗、風阻小、壽命長、對環境沒有影響，幾乎不需要維護，适用于電網調頻和 電能質量保障。飛輪蓄能的缺點是能量密度比較低。保證系統安全性方面的費用很高，在小型場合還無法體現其優勢，目前主要應用于為蓄電池系統作補充。
2電磁儲能
電磁儲能包括：超導儲能、電容儲能、超級電容器儲能。
1、超導儲能
超導儲能系統(SMES)利用超導體制成的線圈儲存磁場能量，功率輸送時 無需能源形式的轉換，具有響應速度快(ms 級)，轉換效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等優點，可以實現與電力系統的實時大容量能量交換和功率補償。SMES 可以充分滿足輸配電網電壓支 撐、功率補償、頻率調節、提高系統穩定性和功率輸送能力的要求。
2、超級電容器儲能
超級電容器根據電化學雙電層理論研制而成，可提供強大的脈沖功率，充電時 處于理想極化狀态的電極表面，電荷将吸引周圍電解質溶液中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構成雙電層電容。電力系統中多用于短時間、大功率 的負載平滑和電能質量峰值功率場合，如大功率直流電機的啟動支撐、态電壓恢複器等，在電壓跌落和瞬态幹擾期間提高供電水平。
3
電化學能
電化學儲能包括鉛酸電池、锂離子電池、液流電池、鈉硫電池等等。液流電池具有大規模儲能的潛力，但目前使用最廣泛的還是鉛酸電池。
4
發展前景
儲能在電力系統中有着廣泛應用，涵蓋發電、輸電、配電和終端用戶的所有方面。電網系統的儲能技術包括抽水蓄能、壓縮空氣、飛輪、化學電池、超級電容器等。除了比較成熟的抽水蓄能，其他儲能技術還處在工業化初期或研發階段。然而，各國政府已經體會到儲能行業的重要性，因此都在不遺餘力地發展儲能技術。
為了創造一個清潔的、可持續的未來，中國政府正在把政策中心轉移到清潔能 源技術。2013年底，中國發電總裝機量達1250吉瓦，其中包含91.4吉瓦風電（占7.3%的比例）。除了火力發電和水力發電，風電也是中國第三大電 力來源。而中國的光伏發電裝機量達18.1吉瓦，占全國的1.5%，超越美國成為全球最大的光伏市場。
由于發電裝機量的快速增長，中國的儲能需求也正在日益擴張。2013年， 中國的抽水蓄能裝機量總計21.5吉瓦，其他儲能技術裝機量為65兆瓦。去年，電網調峰負荷的儲能需求是95吉瓦，2014年預計增長到110吉瓦，這反 映出巨大的發展前景。此外，風電和光伏發電的集成電網将創造出儲能的巨大需求，2014年分别需要5.6吉瓦和3.8吉瓦。
電網系統儲能技術的種類多樣，以中國為例，主要采用锂電池、鉛酸電池和流體技術。2013年這三種方式分别占60%、20%和14%。
儲能技術對電動汽車發展的重要性比較直觀。電動汽車的充電、巡航裡程和安全問題都涉及電池。比如說，由于電池引發的安全事故減弱了消費者的信心，影響了電動汽車的發展。對于中國來說，電動汽車的發展除了石油替代，還可以解決城市汽車尾氣和噪聲污染。
來源：紙牌屋
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