電力儲能技術

?目前最成熟的大規(guī)模儲能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游兩個水庫。在負荷低谷時段抽水蓄能設備處于電動機工作狀態(tài)，將下游水庫的水抽到上游水庫保存，在負荷高峰時設備處于發(fā)電機工作狀態(tài)，利用儲存在上游水庫中的水發(fā)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、建設周期長和動態(tài)調節(jié)響應速度慢等因素的影響，抽水儲能技術的大規(guī)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(fā)電裝機容量的3%。

壓縮空氣儲能是另一種能實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應用的儲能方式。利用這種儲能方式，在電網(wǎng)負荷低谷期將富余電能用于驅動空氣壓縮機，將空氣高壓密封在山洞、報廢礦井和過期油氣井中;在電網(wǎng)負荷高峰期釋放壓縮空氣推動燃汽輪機發(fā)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(fā)展?jié)摿Φ膬δ芗夹g之一。

伴隨我國新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，儲能技術及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成為各方關注的重點。目前儲能在我國的發(fā)展剛剛起步，但隨著我國新電改方案的實施，新能源發(fā)電、智能微電網(wǎng)、新能源汽車等行業(yè)的發(fā)展將不斷提速，儲能技術的應用將形成新的發(fā)展趨勢。

當前，我國面臨全球范圍內氣候變暖、能源短缺、傳統(tǒng)電網(wǎng)智能化程度低、運行效率低等諸多亟待解決的問題，積極開發(fā)新能源和儲能技術，減少人類對化石能源的依賴，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門課題。

隨著能源存儲系統(tǒng)的幫助，過多的可再生能源可以在電力需求低時保留下來，并用于用電需求高的時候。據(jù)估計，可再生能源的利用率可以從30%提高到60%，預計將減少一半的電力生產(chǎn)成本。同時，從能源存儲裝置中產(chǎn)生的再生電力是非常穩(wěn)定、連續(xù)的，所以不需要更多的煤炭來維持電網(wǎng)的穩(wěn)定性。

作為地球上最輕的元素，氫具有最高的能源密度，可以通過電將水分解產(chǎn)生。如果水電解槽與風力發(fā)電或太陽能電池板集成，氫氣作為能量儲存的媒介可由多余的風力、太陽能發(fā)電產(chǎn)生，即通過制氫設備將水電解形成氫氣，并與質子交換膜(PEM)燃料電池集成發(fā)電。

在風力或太陽能混合發(fā)電、制氫系統(tǒng)方案得到應用后，現(xiàn)存問題都可以有效地解決，但這種方法的問題是，傳統(tǒng)的發(fā)電機電解制氫過程中需要穩(wěn)定的電流和電壓。

可再生能源發(fā)展在低碳轉型的過程中給人類提供了清潔可持續(xù)的能源來源，電動汽車的崛起則為石油大規(guī)模替代提供了可能。但是，可再生能源具有間斷性的特點，電網(wǎng)無法大規(guī)模消納并網(wǎng)。電動汽車也面臨充電設施和電池安全的瓶頸。儲能技術是解決這些問題的關鍵。

儲能技術對電網(wǎng)的好處有三點：一是幫助增加可再生能源的滲透率，促進分布式(微電網(wǎng))發(fā)電的發(fā)展；二是提升電網(wǎng)的穩(wěn)定性和實現(xiàn)充分的調峰，減少高峰負荷及對應的電網(wǎng)投資和電源投資；三是通過電價設計，促進電力市場自由化。電池儲能是分布式電網(wǎng)(微電網(wǎng))發(fā)展的瓶頸。

儲能技術對電動汽車發(fā)展的重要性比較直觀。電動汽車的充電、巡航里程和安全問題都涉及電池。比如說，由于電池引發(fā)的安全事故減弱了消費者的信心，影響了電動汽車的發(fā)展。對于中國來說，電動汽車的發(fā)展除了石油替代，還可以解決城市汽車尾氣和噪聲污染。