干货 | 储能技术概述及发展前景
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储能技术主要分为储电与储热。目前储能方式主要分为三类：机械储能、电磁储能、电化学储能。
储 能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导 电磁储能、超级电容器储能等）三大类。根据各种储能技术的特点，飞轮储能、超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合，如应对电 压暂降和瞬时停电、提高用户的用电质量，抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等；而抽水储能、压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰、大型应急电 源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。
目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游两个水库。在 负荷低谷时段抽水蓄能设备处于电动机工作状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，在负荷高峰时设备处于发电机工作状态，利用储存在上游水库中的水发电。其 能量转换效率在70%到75%左右。但由于受建站选址要求高、建设周期长和动态调节响应速度慢等因素的影响，抽水储能技术的大规模推广应用受到一定程度的 限制。目前全球抽水储能电站总装机容量9000万千瓦，约占全球发电装机容量的3%。
压缩空气储能是另一种能实现大规模工业应用的储能方式。利用这种储能方 式，在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机，将空气高压密封在山洞、报废矿井和过期油气井中；在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃汽轮机发电。由 于具有效率高、寿命长、响应速度快等特点，且能源转化效率较高（约为75%左右），因而压缩空气储能是具有发展潜力的储能技术之一。
1 机械储能机械储能包括：抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能。
1、抽水储能
抽水储能是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库，将电能转化成重 力势能储存起来，在电网负荷高峰期释放上池水库中的水发电。抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天，综合效率在70%～85%之间，主要用于电力系统的 调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。抽水蓄能电站的建设受地形制约，当电站距离用电区域较远时输电损耗较大。
2、压缩空气储能
压缩空气技术在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废 矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。压缩空气主要用于电力调峰和系统备用，压缩空 气储能电站的建设受地形制约，对地质结构有特殊要求。
3、飞轮储能
飞轮蓄能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需 要时飞轮带动发电机发电。飞轮系统运行于真空度较高的环境中，其特点是没有摩擦损耗、风阻小、寿命长、对环境没有影响，几乎不需要维护，适用于电网调频和 电能质量保障。飞轮蓄能的缺点是能量密度比较低。保证系统安全性方面的费用很高，在小型场合还无法体现其优势，目前主要应用于为蓄电池系统作补充。
2电磁储能
电磁储能包括：超导储能、电容储能、超级电容器储能。
1、超导储能
超导储能系统(SMES)利用超导体制成的线圈储存磁场能量，功率输送时 无需能源形式的转换，具有响应速度快(ms 级)，转换效率高(≥96%)、比容量(1-10 Wh/kg)/比功率(104-105kW/kg)大等优点，可以实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。SMES 可以充分满足输配电网电压支 撑、功率补偿、频率调节、提高系统稳定性和功率输送能力的要求。
2、超级电容器储能
超级电容器根据电化学双电层理论研制而成，可提供强大的脉冲功率，充电时 处于理想极化状态的电极表面，电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使其附于电极表面，形成双电荷层，构成双电层电容。电力系统中多用于短时间、大功率 的负载平滑和电能质量峰值功率场合，如大功率直流电机的启动支撑、态电压恢复器等，在电压跌落和瞬态干扰期间提高供电水平。
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电化学能
电化学储能包括铅酸电池、锂离子电池、液流电池、钠硫电池等等。液流电池具有大规模储能的潜力，但目前使用最广泛的还是铅酸电池。
4
发展前景
储能在电力系统中有着广泛应用，涵盖发电、输电、配电和终端用户的所有方面。电网系统的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮、化学电池、超级电容器等。除了比较成熟的抽水蓄能，其他储能技术还处在工业化初期或研发阶段。然而，各国政府已经体会到储能行业的重要性，因此都在不遗余力地发展储能技术。
为了创造一个清洁的、可持续的未来，中国政府正在把政策中心转移到清洁能 源技术。2013年底，中国发电总装机量达1250吉瓦，其中包含91.4吉瓦风电（占7.3%的比例）。除了火力发电和水力发电，风电也是中国第三大电 力来源。而中国的光伏发电装机量达18.1吉瓦，占全国的1.5%，超越美国成为全球最大的光伏市场。
由于发电装机量的快速增长，中国的储能需求也正在日益扩张。2013年， 中国的抽水蓄能装机量总计21.5吉瓦，其他储能技术装机量为65兆瓦。去年，电网调峰负荷的储能需求是95吉瓦，2014年预计增长到110吉瓦，这反 映出巨大的发展前景。此外，风电和光伏发电的集成电网将创造出储能的巨大需求，2014年分别需要5.6吉瓦和3.8吉瓦。
电网系统储能技术的种类多样，以中国为例，主要采用锂电池、铅酸电池和流体技术。2013年这三种方式分别占60%、20%和14%。
储能技术对电动汽车发展的重要性比较直观。电动汽车的充电、巡航里程和安全问题都涉及电池。比如说，由于电池引发的安全事故减弱了消费者的信心，影响了电动汽车的发展。对于中国来说，电动汽车的发展除了石油替代，还可以解决城市汽车尾气和噪声污染。
来源：纸牌屋
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