電力儲(chǔ)能技術(shù)

?目前最成熟的大規(guī)模儲(chǔ)能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游兩個(gè)水庫(kù)。在負(fù)荷低谷時(shí)段抽水蓄能設(shè)備處于電動(dòng)機(jī)工作狀態(tài)，將下游水庫(kù)的水抽到上游水庫(kù)保存，在負(fù)荷高峰時(shí)設(shè)備處于發(fā)電機(jī)工作狀態(tài)，利用儲(chǔ)存在上游水庫(kù)中的水發(fā)電。其能量轉(zhuǎn)換效率在70%到75%左右。但由于受建站選址要求高、建設(shè)周期長(zhǎng)和動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)響應(yīng)速度慢等因素的影響，抽水儲(chǔ)能技術(shù)的大規(guī)模推廣應(yīng)用受到一定程度的限制。目前全球抽水儲(chǔ)能電站總裝機(jī)容量9000萬(wàn)千瓦，約占全球發(fā)電裝機(jī)容量的3%。

壓縮空氣儲(chǔ)能是另一種能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的儲(chǔ)能方式。利用這種儲(chǔ)能方式，在電網(wǎng)負(fù)荷低谷期將富余電能用于驅(qū)動(dòng)空氣壓縮機(jī)，將空氣高壓密封在山洞、報(bào)廢礦井和過(guò)期油氣井中;在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期釋放壓縮空氣推動(dòng)燃汽輪機(jī)發(fā)電。由于具有效率高、壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，且能源轉(zhuǎn)化效率較高(約為75%左右)，因而壓縮空氣儲(chǔ)能是具有發(fā)展?jié)摿Φ膬?chǔ)能技術(shù)之一。

伴隨我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。目前儲(chǔ)能在我國(guó)的發(fā)展剛剛起步，但隨著我國(guó)新電改方案的實(shí)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(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用將形成新的發(fā)展趨勢(shì)。

當(dāng)前，我國(guó)面臨全球范圍內(nèi)氣候變暖、能源短缺、傳統(tǒng)電網(wǎng)智能化程度低、運(yùn)行效率低等諸多亟待解決的問(wèn)題，積極開發(fā)新能源和儲(chǔ)能技術(shù)，減少人類對(duì)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(chǔ)系統(tǒng)的幫助，過(guò)多的可再生能源可以在電力需求低時(shí)保留下來(lái)，并用于用電需求高的時(shí)候。據(jù)估計(jì)，可再生能源的利用率可以從30%提高到60%，預(yù)計(jì)將減少一半的電力生產(chǎn)成本。同時(shí)，從能源存儲(chǔ)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(lái)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(guò)電將水分解產(chǎn)生。如果水電解槽與風(fēng)力發(fā)電或太陽(yáng)能電池板集成，氫氣作為能量?jī)?chǔ)存的媒介可由多余的風(fēng)力、太陽(yáng)能發(fā)電產(chǎn)生，即通過(guò)制氫設(shè)備將水電解形成氫氣，并與質(zhì)子交換膜(PEM)燃料電池集成發(fā)電。

在風(fēng)力或太陽(yáng)能混合發(fā)電、制氫系統(tǒng)方案得到應(yīng)用后，現(xiàn)存問(wèn)題都可以有效地解決，但這種方法的問(wèn)題是，傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)電解制氫過(guò)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(zhuǎn)型的過(guò)程中給人類提供了清潔可持續(xù)的能源來(lái)源，電動(dòng)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(diǎn)，電網(wǎng)無(wú)法大規(guī)模消納并網(wǎng)。電動(dòng)汽車也面臨充電設(shè)施和電池安全的瓶頸。儲(chǔ)能技術(shù)是解決這些問(wèn)題的關(guān)鍵。

儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的好處有三點(diǎn)：一是幫助增加可再生能源的滲透率，促進(jìn)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(shí)現(xiàn)充分的調(diào)峰，減少高峰負(fù)荷及對(duì)應(yīng)的電網(wǎng)投資和電源投資；三是通過(guò)電價(jià)設(shè)計(jì)，促進(jìn)電力市場(chǎng)自由化。電池儲(chǔ)能是分布式電網(wǎng)(微電網(wǎng))發(fā)展的瓶頸。

儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車發(fā)展的重要性比較直觀。電動(dòng)汽車的充電、巡航里程和安全問(wèn)題都涉及電池。比如說(shuō)，由于電池引發(fā)的安全事故減弱了消費(fèi)者的信心，影響了電動(dòng)汽車的發(fā)展。對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō)，電動(dòng)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。