电磁储能
超级电容器是20世纪七八十年代发展起来的通过极化电解质储能的电化学元件,储能过程并不发生化学反应,因为储能过程可逆,超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器功率密度高、充放电时间短、循环寿命长、工作温度范围宽,但储能容量低,不适用于电网大规模储能。
超导电磁储能是利用超导体电阻为零的特性制成的储能装置,具有瞬时功率大、质量轻、体积小、无损耗、反应快等优点,可用于提高电力系统稳定性、改善供电品质。但超导电磁储能能量密度低、容量有限,且受制于超导材料技术,未来前景尚不明朗。
发展方向和前景
大型能量型储能可用于全球能源互联网调峰填谷。抽水蓄能、压缩空气储能等大型的、可长时间储能的设施,可用于大电网调峰。液流电池储能量大、循环次数多、寿命长,可作为电网调峰储能装置的补充。氢储能可用于存储富余的风能和太阳能,为燃料电池汽车提供动力。
大型功率型储能可用于平抑大规模清洁能源的波动性。超级电容器、超导电磁储能、飞轮储能、钠硫电池等功率型储能设备主要与大规模可再生能源联合运行,可迅速对风电、光伏发电的出力做出反应,平抑可再生能源波动,保障电网实时运行安全。
小型储能电池可用于电动汽车。锂电池、新型铅酸电池、金属空气电池等储能设备,能量和功率密度较高,但电池同一性较差,难以组成大容量电池组,不适用大型电站,主要用于电动汽车。随着电池使用寿命的延长和成本的降低,储能电池可满足电动汽车大规模发展需要。未来,电动汽车储能电池接入全球能源互联网,通过合理安排充电时间,辅助电网调峰,实现低谷充电、高峰放电。
储能技术进步关键在于材料技术突破。随着储能新材料的不断创新发展,在储能元件延长使用寿命、提高能量密度、缩短充电时间和降低成本等方面有望取得重要突破。
(摘自《全球能源互联网》)