k8凯发官网欧阳明高院士:以储能创新推进能源变革
时间:2024-07-13 17:53:12中国能源结构正在发生革命性变化▼=▽。相关数据表明▪▽…●,截至2022年底…■▽,中国可再生能源装机达12•★•◆□☆.13亿千瓦◇☆,历史性超过全国煤电装机…●=;截至今年4月底◁•☆•●▪,中国风电装机3◇●□▼.8亿千瓦○△•-,光伏发电装机4…☆.4亿千瓦▪◁▼•,风电★▽、光伏发电总装机达到8=◇▼.2亿千瓦-☆●,占全国发电装机的30◇-△.9%▲▲◆●▼▪,约为36个三峡电站的总装机容量☆△◇▲●•。
储能种类众多■-▪▲▪◁,有高频的○◁、有低频的◇□,有小功率◁▷□•▪、有大功率-▽○,有短周期□•▷、有长周期○☆○•,不同种类和应用场合需要不同的储能方式▽▽●。电池储能和氢能储能各有特点△=•,正好互补•-■◆,组合形成主流储能方式◇•△,与其他的储能方式相互配合★…○-☆,形成良好的储能生态▪□△▽。
配合高压输电网进行输送•◁●-◆●。我国东北▽•、华北北部▼□▷、西北…□-、西南地区是主要的风电○▷○▽▲、光伏●•=◆、煤电△▽☆、水电的能源基地△△▽-•◁,配合特高压输电•▽?
分布式储能电池其实就是电动汽车▼▷☆,让电动汽车与电网形成★☆“车网互动=-◁◆…▪”…▲•▲。在用电低谷时▲-●▲◇,电力系统给电动汽车充电=○;在用电高峰时◁□◁•,让电动汽车给系统放电•◇△★◁。这样=△•,电动汽车不仅是交通工具▷▽★△,而且可以成为以储能回馈能源的终端○◇★□==。随着汽车动力电池技术的进步==,其价格不断降低◆□△=,储能密度和使用寿命持续提升…▼□▷,单次储能成本将继续下降□▽•▲。
如何提高风电◇◆★=、光伏等新能源接入电网的安全性■-■●,使其满足能源▷◁“三好生▪◇▲△▼☆”标准呢◆●◁●?答案是★●▲◇•▲“储能…▼○…▼★”-◆,就是针对可再生能源的随机性和波动性等特点-▲★◇,把富余的可再生能源储存起来•-■▷,当可再生能源不足的时候…▲◁★,通过时空变换◁☆-=☆-,再把存储的电能补回去…◇•★,保障电网稳定运行k8凯发官网-▼○。这样就可以有效弥补风电◁▷…▽△、光伏等新能源在安全性方面的不足-▼▲▼-▲,促进中国能源结构的变革▼■◇□-▲。
到2022年底▼•●□•★,我国新能源汽车保有量约1310万辆◇…▲▲,其中•…,纯电动汽车保有量1045万辆…▲◆▼•□,占比近八成■◆▲★▽★。如果这些汽车都参与进来●▪•★□,与充电桩-★、电网有机融合与协同◁▽•★•□,能够形成巨大的•▲-“电力海绵▼▽”网络…◇◆•★=,实现大规模▼☆▪▽•○、跨时空■•□、低成本和高安全性的灵活储能●☆。
选择储能方式不能一概而论▲-,东南部▽▼▽□=◁、中东部和南部●…▷▼■•,适宜抽水蓄能△◇◁▲-,东部人口密集地区▪▪◁,要根据具体情况=…○•,适宜通过建设电化学储能电站△▷○,将电送到东部沿海经济发达地区☆□。火电厂密集▼▽◇▼▽•,因地制宜●□△▷▼。适宜分布式光伏▪◇=◁▼、低压配电网配合◆◇“车网互动•▪=•▲■”来储能和发电•☆△•■。
集中式储能电站把很多大容量电池集中在一起对电力进行存储▪■●▼,在需要用电时释放出来◇▪▽●。由于存在自放电现象和热失控问题=▼,锂离子电池储能电站电池不能长周期储能▼◁◁…-,也不能大规模储能☆=▲▷•。近年来▲☆,随着技术的进步和电池正负极材料性能的改善等△○,集中式储能电站的应用安全性得到提升▷☆-◇,应用范围和场景不断扩大◁▷。2021年■▽,中国用于储能的锂离子电池产量达32吉瓦▲=,增长了146%▽□。
理想的能源必须同时满足三个标准●◇▽=▷▼,成为能源△•“三好生▼■=△”•▷▪…☆,即供应安全◇★□■△●、价格便宜□•□、绿色环保○…。
氢储能是一种非常重要的长周期•▪☆▷、大规模储能方式▲△,其发展关键在于继续降低储能成本●△▼…△。与电池直接储能相比△▼,氢能储能经济性看起来并不好-□▲▼,因为氢要用电解水制成◆◇=,效率大打折扣▲▼■◁▲。但是我们计算的是储能全链条的经济性▼△○,包括制备=▲□…•○、储存▷◁、运输△•、加气◆▲◁☆▲、使用等环节▪◆。据计算◇☆□,氢气在存储方面具有独特优势□…,成本远远小于电池储电成本★○○▽。
国家发展和改革委▼-▪、国家能源局印发的《…◇▲◁“十四五○◁★=”新型储能发展实施方案》提出◁▷◆▼▽,到2025年◁▲-…-=,新型储能由商业化初期步入规模化发展阶段•★★▲,具备大规模商业化应用条件◇□▷▪。在相关政策的支持下★●◇▲◁◆,预计会形成万亿级的-◁▪△●“车网互动◁-…▲△▼”的智慧能源的市场规模◇▽▷-。
为促进中国储能领域的发展◇•▲★★,笔者提出如下建议◇☆▷▷:第一=◁◆…,鉴于储能是实现◆■▲◁“碳中和▪▷▼◆●◁”的关键之一▼■-●,要进一步明确主流储能技术的战略地位••-△▲;第二-☆•▼▲◁,明确储能在新能源发展中的角色定位▪▲▼■,进一步促进能源结构变革◁▷;第三○○◆◁…-,加强储能相关的关键技术研发◇☆▼•,特别是加强大数据▽••▷•、云计算等电网智慧调控技术攻关▼=,在电解水和燃料电池的核心材料△▽,高效氢气制备…▷□●◁、储运▪◇=▼△◁、加注等方面取得实质性突破▷◁◇;第四●◆★▲◇•,建设◁△●•“车网互动■○△•”车联万物(V2X)的基础设施-▲;第五◆▪▪-★,健全多层次统一电力市场体系◆□★。
历史告诉我们=☆-★★■,每次能源革命都是先发明了新动力装置和交通工具□△…,进而带动对新能源的开发利用并引发工业革命★◆□。我们有理由相信☆□,以可再生能源为基础•★、电和氢为能源载体☆…,以电池(光伏-•○、锂离子◆▪、氢燃料)为动力▷☆▲▪、电动车为交通工具□★○…▲☆,以●△★…●“绿色□•●•=□”和□○“智能○▪◆-▷”为特征的新的工业革命正加速到来…■▷-△。
锂离子电池是一种非常好的储能装置•★…▪,能够与电力系统==■••、通信基站▷▪◆■、数据中心…□•-、轨道交通▪△、电动汽车☆●•、智能电网等有机融合发展…◆▪,用途很广•○▲■,性能优异◆=◁□△。此类电池可分为两类◆=,一类是集中式储能电站-•…,另一类是分布式储能电池□…▼•。
我们用上述标准来衡量▲◇■◁,不难发现☆○-▲▽:在绿色环保方面◆▪-,风电◁◁、光伏等新能源具有先天优势▼●•▽;在价格方面◇▪,随着风机技术和光电转化效率的提高▽▼□◇●◁,发电成本不断下降☆◇▽◁…,价格优势正日益显现出来•▪▪•◁★;在安全性方面▷•◆▷,由于受自然条件的影响很大▷◆▪•=,风电▪○-、光伏发电可谓…▽★☆“靠天吃饭=○▽○●”◁•,具有随机性▷○•★、波动性等特点◇▪★□…,容易引发电网波动=•▲-•☆,造成安全风险△▽▷••,甚至可能导致停电事故◁□。
氢能是一种来源丰富▼•◇■□▲、绿色低碳□◇▽、应用广泛的二次能源◆◇●,具有能量密度大★▲△、零污染△▷◆、零碳排等优点■…●。氢储能是把太阳能…○=◆、风能等清洁能源发出的电能••,或夜间电网的过剩电能=●•…▷,通过电解水制取氢气=◁,用储氢罐存储•△■◁◁=,需要的时候=▷☆=◁■,利用燃料电池或氢燃气轮机发电返回电网的一种储能方式◆▷•△◁。它是电站调峰的有效方式★•…□▷☆,可以有效助力新能源并网■-…◇■,缓解区域能源分配不均问题▼▽○▷。目前▼…▲★,我国目前在建和筹建一批风电★□-●、光伏制氢项目▲★,该领域市场前景广阔○●=。