重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能將滲透鋰離子電池市場(chǎng)

來源：存能電氣  日期：2020-06-19 16:30  瀏覽量：次

重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能將滲透鋰離子電池市場(chǎng)？除電化學(xué)電池外還有大量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，包括熱能、動(dòng)能和重力勢(shì)能等。隨著可再生能源發(fā)電的規(guī)模越來越大，要想真正使儲(chǔ)能技術(shù)在能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型中起到助推作用，人們不得不尋找新的儲(chǔ)能形式。其中，比較有代表性的便是：重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能。

重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能的基本原理

重力儲(chǔ)能是最簡(jiǎn)單的一種儲(chǔ)能方式，以重力造成的位能來儲(chǔ)存能源；當(dāng)電力有多余的時(shí)候驅(qū)動(dòng)馬達(dá)將重物吊至高處，需要電力的時(shí)候再利用重物下降的力量來驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。

壓縮空氣儲(chǔ)能電站實(shí)質(zhì)上是一種用于調(diào)峰的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠，其主要原理利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低估時(shí)段的剩余電力進(jìn)行壓縮空氣作業(yè)，并將其儲(chǔ)存于高壓密封設(shè)施內(nèi)，在負(fù)荷高峰時(shí)段釋放出來用以驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。

氫氣和鋰電池一樣是儲(chǔ)能技術(shù)中的熱點(diǎn)技術(shù)，氫儲(chǔ)能可看作是一種化學(xué)儲(chǔ)能的延伸，其基本原理就是將水電解得到氫氣和氧氣。因?yàn)閮?chǔ)氫能量密度高、運(yùn)行維護(hù)成本低、可長(zhǎng)時(shí)間存儲(chǔ)且可實(shí)現(xiàn)過程無污染，存儲(chǔ)量極大，同時(shí)又適用于極短或極長(zhǎng)時(shí)間供電，其應(yīng)用前景極具潛力，但發(fā)展階段上還處在示范初期。

重力儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能將滲透鋰離子電池市場(chǎng)？

在各種稅收激勵(lì)和更加低成本的刺激下，可再生能源發(fā)電已經(jīng)將注意力轉(zhuǎn)移到儲(chǔ)能上，以確保不穩(wěn)定的風(fēng)能和太陽能提供更加可靠的服務(wù)。鋰電池目前占據(jù)主導(dǎo)地位，但從規(guī)模上看經(jīng)濟(jì)效率還不足以完全支持所有進(jìn)入電網(wǎng)的可再生能源的數(shù)量，那就需要有其他選擇，其中以大規(guī)模應(yīng)用的重力儲(chǔ)能和氫氣儲(chǔ)能為主。

可再生能源是人類社會(huì)的重要發(fā)展方向。可再生能源的消納是制約可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于可再生能源（如水電、風(fēng)能、太陽能）的間歇性特點(diǎn)，不能長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)、穩(wěn)定地輸出電能，導(dǎo)致大量棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象發(fā)生。儲(chǔ)能技術(shù)可將可再生能源發(fā)電儲(chǔ)存起來，在需要時(shí)釋放，以保障可再生能源發(fā)電持續(xù)、穩(wěn)定的電能輸出，提高電網(wǎng)接納間歇式可再生能源的能力。

重力系統(tǒng)是儲(chǔ)能市場(chǎng)的最新進(jìn)入者之一。該系統(tǒng)由一臺(tái)安裝在90-140米高的格狀鋼塔上的二至六臂起重機(jī)組成，可以在幾毫秒內(nèi)響應(yīng)電力需求的波動(dòng)或電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商需要的其他支持，和抽水蓄能一樣，該系統(tǒng)也能提供長(zhǎng)期的能量?jī)?chǔ)存。該系統(tǒng)使可再生能源一天24小時(shí)提供基本負(fù)載，且電力的成本低于化石燃料。

壓縮空氣儲(chǔ)能在用電低谷將空氣壓縮并存于儲(chǔ)氣室中，使電能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能存儲(chǔ)起來，在用電高峰高壓空氣從儲(chǔ)氣室釋放驅(qū)動(dòng)透平發(fā)電。這個(gè)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于規(guī)模大、成本低；但劣勢(shì)在于效率低、環(huán)境污染較大、選址不靈活；因此，現(xiàn)在是將空氣壓縮儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)熱蓄能結(jié)合，彌補(bǔ)技術(shù)劣勢(shì)，將效率提升到了70%，但是由于增加了儲(chǔ)熱系統(tǒng)，因此初始投資成本相應(yīng)提高。

氫是長(zhǎng)期儲(chǔ)存能量的絕佳介質(zhì)，不會(huì)隨著時(shí)間的推移而降解，可以利用太陽能和水電解從而分離氧和氫，然后把氫氣以純凈的形式儲(chǔ)存在有壓力的洞穴里，當(dāng)需要的時(shí)候拿出來在燃?xì)廨啓C(jī)或燃料電池里使用，還可以將氫氣與天然氣混合以減少天然氣的碳足跡。在儲(chǔ)能市場(chǎng)上，氫氣和重力儲(chǔ)能這兩支新銳部隊(duì)正在整裝待發(fā)，預(yù)計(jì)未來儲(chǔ)能市場(chǎng)將更加繁榮。

雖然目前對(duì)于誰能替代鋰離子電池、成為新的儲(chǔ)能“王者”，尚無法定論，且現(xiàn)在仍然有許多潛在的儲(chǔ)能技術(shù)有待開發(fā)。但可以肯定的是，未來的儲(chǔ)能市場(chǎng)一定是一個(gè)多種形式互補(bǔ)、百花齊放的情景，眾多儲(chǔ)能方式也一定會(huì)在未來的能源結(jié)構(gòu)中擁有適合自己的天地。