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电能储存技术 路在何方?

北极星储能网  来源:嘿嘿能源heypower  作者:乔恩  2020/8/10 8:48:28  我要投稿  

北极星储能网讯:关于储能,有一个问题似乎一直处于最前沿:我们何时才能看到锂离子电池的真正竞争对手?虽然目前还没有明确的领先技术可以将锂离子从领奖台上赶下,但有许多技术有可能成为下一个突破。

(来源:微信公众号:嘿嘿能源heypower  ID:heiheidianli 作者:乔恩)

储能被称为可再生能源的“圣杯”,因为它可以使太阳能和风能实现全天候发电。太阳能要想与化石燃料竞争,就必须将白天的电能存储至夜间。一旦这些储存电力的成本达到电网的同等水平,太阳能与储能技术将很可能取代当今的化石燃料发电设备。

尽管锂离子电池在2018年的已部署项目中占据主导地位,但越来越多的公用事业公司和独立发电商(IPP)正在尝试替代技术试点项目。替代技术之所以成为存储行业的一个关键话题,有几个原因。虽然我们看到锂离子电池的制造成本在下降,但目前这一速度正在放缓,它需要更大的降价才能实现与太阳能相结合的电网平价。此外,许多锂离子技术使用钴(一种与环保冲突的矿物),因而被人们以一种更加环保和合乎道德的理由所反对。

另一个反对锂离子电池的主要理由是该技术固有的火灾隐患。在过去几年里,韩国和其他地方发生了几起锂离子电池起火事件,这使得安全问题成为人们关注的焦点。在技术方面,锂离子从时间和循环层面来讲,每年都会退化。在系统的整个循环周期中,这种退化会对系统产生重大影响。

有几项技术有可能取代锂离子电池的地位——有些是新技术,有些则有着悠久的历史。在Sonnedix,我们目前拥有超过27兆瓦的不同类型的储能技术,我们相信,考虑到全球储能市场的潜力,替代技术在商业上发挥竞争力的机会还有很多。我们的工程和施工团队不断地与技术和集成方面的领导会面,我们也一直在研究和寻找能够改变现状的技术。其中的一些——要么是最近的新闻,要么是已经宣布的项目——包括氢电池、动力电池和流动电池。

氢能电池:长期以来,这是一个备受争议的储能技术。通常,大型的氢储存系统需要地下储存(盐洞),部署的位置受到限制。除了存储的物理要求之外,氢作为能源存储媒介有两个主要的缺点:效率和碳足迹。锂离子系统的转化效率通常在75-85%之间,而氢存储系统的转化效率通常在16-45%之间,这基本上会损失55-84%的电能。另一个关键问题是,目前99%的氢都是由化石燃料生产的,这与可再生能源发电设施的绿色环保本质并不相符。

高温电解槽的发展使得氢储存的优势有可能超过锂离子电池,因其可使氢存储系统转化效率提高到90%以上,同时得到更环保的氢生产方法。

动力电池:这项技术最近成为头条新闻要归功于能源保险库平台,该平台使用基于动能/重力的能量储存,利用起重机和电线上下移动大型混凝土块。该系统需要更大规模的部署,软银的远景基金最近投资1.1亿美元,以进一步开发这项技术。

挫折是显而易见的。系统的规模和物理规模/高度意味着它不能部署在任何地方,而要实现规模经济,其所需的规模是非常重要的。到目前为止,还没有系统正式部署,但意大利的一个试点项目希望展示出这项技术的优势。这项技术的前景是,它有能力实现系统在较长循环周期内没有退化,这正是锂离子系统所面临的问题。

流动电池:这种替代技术是有历史渊源的。自20世纪80年代以来,流体电池就出现了,它通过在外部容器中使用液体电解质实现电能储存。流动电池的独特之处在于它的动力和能量是完全分离的。为了增加能量大小,该系统只需一个更大的水箱和更多的电解质即可。

这项技术和氢技术一样,效率低下。流动电池的潜力在于他们的系统拥有在循环周期内不退化的能力。从成本的角度来看,许多流动电池使用钒,而钒在该系统中占比较大的成本;然而,许多制造商提供为期20年的钒租赁/回购计划,以降低业主的成本。有几家流动电池公司已经将解决方案商业化,但其部署规模和成本投入仍无法与锂离子电池竞争。

虽然锂离子电池一直是可再生能源行业的主力,但有几种替代技术有可能取代它的市场领军地位。成本的降低、效率的提高、安全性的提高以及规模化的能力将是决定哪一种技术最终会成为领先者,或者不同技术的融合是否会成为可再生能源的“圣杯”的关键因素。

虽然这三种替代技术广为人知,但还有更多的技术正在世界范围内被开发,仍有潜力成为一种新技术,挑战锂离子电池。有一件事是明确的:要找出全天候可调度性的可再生能源的“圣杯”,实现电网均价,替代技术在降低成本方面还有很长的路要走。


原标题:电能储存技术,路在何方?

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