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新能源大发展 储能技术亟需商业化

作者: 来源:人民日报:中国能源报| 发布时间:2011-01-05 浏览:
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  作为人类文明进步的重要支柱——能源,与人类生产、生活息息相关,进入21世纪,关于能源话题的讨论更是有增无减,将创能、储能、节能融于一体的能源管理也应运而生,并伴随可再生能源、智能电网的发展而日趋走红。创造能源、节约能源的各种奇思妙想、科技进步的确是令人侧目不已,但作为中间环节的储能也同样举足轻重。

  蓄电池与人类生活息息相关

  储能的表现方式多种多样,而在日常生活中,最常见的就要首推蓄电池,这个几乎与电同一时期的重大发明。1799年,一个偶然的机会,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是,他就把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片,平叠起来,用手触摸两端时,会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池──“伏特电堆”。这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验,电报机的电力来源。

  时光荏苒,伴随着蓄电池技术的不断进步,变换了各种形态的蓄电池已经深入到我们日常生活的方方面面,小到电子表、手机、照相机、各种遥控器、剔须刀等,大到医院、宾馆、超市、电话交换机等场合的应急电源,电动工具、轮椅车、电动汽车、风力发电站用电池,还有可以满足各种特殊要求的专用电池等。蓄电池已经成为人类社会必不可少的便捷能源。

  在数百年的发展历程中,蓄电池走过了铅酸电池、镍镉电池等阶段,在这一过程中,由于不可避免的“记忆效应”问题、能量密度较低以及环保方面的考虑,上述电池的发展受到制约。与此同时,具有高密度、无“记忆效应”、转换效率高、重量轻、寿命长、无污染等优点的锂离子电池脱颖而出。锂离子电池是电极使用锂材料的充电电池,蓄电能力是铅酸电池的3至4倍,是混合动力车用镍氢蓄电池的两倍。在锂离子电池的基础上,又进一步发展出多种锂聚合物电池。

  大型储能研发大势所趋

  进入21世纪,尤其是最近两三年,随着新能源动力的走红,因储能技术与电力、交通及新能源产业等密切联系,对其关注度也是水涨船高。

  无论是太阳能发电还是风力发电,可再生能源的开发利用呈不断扩大之势。欣喜之余,问题紧接而至:受到自然条件限制,转换效率低、输出稳定性差和电力浪费严重等问题成为可再生能源发展的瓶颈。虽说锂电池在储能领域有了长足的进步,但多用于手机、笔记本电脑等携带装置,使用的锂离子电池蓄电量还很小,若作为太阳能发电的蓄电池还远远不够。据介绍,家用蓄电池的容量大约需要5千瓦时,相当于手机锂离子电池的1700倍。

  中国科学院院士何祚庥也曾表示,太阳能、风力发电过程中存在能量贡献不均的问题,如有太阳照射有能,无太阳照射无能,有风有能,无风无能。而解决这一问题的最好办法,就是用蓄电池把能量储存起来。他还进一步讲到,美国目前正在建设的、协调供需的智能电网,其题中应有之意就是要有一个很大的蓄电池体系——大力发展锂离子电池且大力发展以锂离子蓄电池为基础的电动车。

  在这一背景下,储能技术,尤其是大型蓄电池的研发被认为是最有发展潜力和空间的新兴产业之一,并被很多国家提上议程,如美国已向先进电池制造领域提供20亿美元的支持。

  野村证券金融研究所的有关统计数据表明,日美欧研究智能电网的投资到2030年累计将达12510亿美元,其中用于蓄电池的开发费用约占60%。日本国内在这方面的投资到2020年累计将达5万亿日元(约合620亿美元)。

  中国国际经济交流中心智能电网研究组组长、国际智能电网联盟理事会理事武建东也对本报记者表示:“储能是多种能量智能转化的体系,具有重要的现实意义,是清洁能源发展的加速器和决定机制。未来的储能体系将是一种全新、优化的模式,一种是蓄电池为基础的简单蓄能;一种是以超导储能为核心的高密度储能。”

  大型蓄电池正在路上

  大规模储能最近已成为清洁能源投资的焦点,很多企业开始积极投身于储能技术研发浪潮,将开发出的蓄电池再进行连接,以变成更大的蓄电池,用于住宅、商店、工厂等建筑,调节用电峰谷、为电动交通工具充电等。如三菱重工业公司和九州电力公司把448个组合蓄电池连接起来,成功制成蓄电容量为132千瓦时的大型蓄电池。

  三洋电机于3个月前成立了大型蓄电池事业部,在加西事务所(日本兵库县加西市)建成“加西绿色能源工业园区”,导入全球超大级别的1.5兆瓦时大型锂电池系统,并安装了1000台由312支18650型锂离子电池组成的蓄电模组。对于这一大型储能系统的作用,三洋电机株式会社中国地区销售统括负责人中村五男对本报记者表示:“继太阳能电池、民用二次电池、环保车辆用二次电池之后,大型蓄电池的研发具有重要的现实意义。随着这一示范项目的普及,三洋电机将帮助电力公司存储波动带来的峰值电力,平衡发电负荷,在对可再生能源依赖度较高的未联网地区,三洋大型蓄电系统也能大大提升发电效率,带来的经济效益和生态效益不可低估。同时,也将为新能源的推广使用打下良好基础。”

  尽管,目前来看锂离子电池表现不俗,但是如何将锂离子电池容量和体积做大的同时又能够使电池电化学性能和安全性能得到保障,仍需不断探索。大型蓄电池的研发尚处在襁褓之中,储能技术大发展仍需时日,但是一旦取得历史性突破,必将带来电力系统的革命性变化。
 

关键字:新能源 储能

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