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中国科学报:储能技术期待破解困局

导读: 对于智能电网、新能源、电动汽车以及节能环保产业等多个战略性新兴行业来说,储能技术已成为它们共同的发展瓶颈。

  对于智能电网、新能源、电动汽车以及节能环保产业等多个战略性新兴行业来说,储能技术已成为它们共同的发展瓶颈。虽然被寄予厚望,被誉为“朝阳”产业的锂离子电池行业却在“烧钱”中苦苦支撑。专家指出,寻找优势储能材料仍是关键问题。

  智能手机好用,电池却不给力——许多人对此感同身受。而中国电力科学研究院超导电力研究所所长来小康的担忧更关乎国计民生——“无论是在容量上还是经济性上,现有储能技术距离其在电网大规模应用,还有相当远的距离”。

  来小康将智能电网以及新能源、新能源汽车等战略性新兴产业的发展瓶颈,都指向了储能技术。这一技术同样也是节能环保产业技术的重要支撑。

  “发展储能技术已成为各国关注和支持的焦点。”由中国科协主办,重庆科协、重庆材料研究院承办的第21次中国科技论坛近期在重庆举行。论坛上,华中科技大学教授黄云辉如是说。

  早在2009年,美国总统奥巴马就宣布政府将斥资34亿美元启动“智能电网”项目建设。迄今,许多国家都将大规模储能技术定位为支撑新能源发展的战略性技术。在我国《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020年)》中,也特别提出要大力推进动力电池技术创新。

  “可以看出,国家在新能源、节约能源的发展中对电池给予了很大的比重。”北京理工大学教授吴锋表示。

  到目前为止,科学家们已提出和开发了多种储能技术。

  中科院大连化学物理所研究员张华民介绍说,根据储能容量的不同,其应用领域主要分为电源质量调节和不间断电源、备用电源、能源管理三个层次。各种二次电池、超级电容器、飞轮储能、铅酸电池等可用于电源质量调节和不间断电源,金属空气电池、钠硫电池、铅酸电池、液流电池可用于备用电源,抽水储能、压缩空气储能、钠硫电池、铅酸电池、液流电池可用于电网能源管理,即大规模储能。

  “每段时间里,每种电池都能结合自己的特点、性价比找到定位。”中科院上海硅酸盐研究所研究员温兆银接受采访时表示,“然而很长时间内,一种电池完全取代另一种电池的现象不太可能发生,因为这种电池还没找到。或是能量密度低或是安全性差,也有可能是成本太高。”

  那么,事关未来新兴产业的储能技术自身发展瓶颈又在哪里?来自储能技术学术领域、产业领域、政策领域的与会代表各有观点。

  “我们需要政策支持。但关键还是优势储能材料的寻找,这也是一个全球性问题。”黄云辉告诉《中国科学报》记者。

  能量密度低、电池组过重,使得电动汽车的动力性能无法与内燃机汽车相比。而精进能源有限公司技术总监郭京彬表示,在锂离子电池这个所谓“朝阳行业”中,如雨后春笋般冒出了几百家电池厂,“但是太阳一直不出来。各企业‘烧着钱’苦苦支撑着”。

  对于近来频频见诸报端的电动车自燃事件,郭京彬认为,安全性是制约锂离子电池等其他电池市场发展的主要因素。

  锂电池作为当前高性能二次电池的代表,具有较高的能量密度和功率密度,但吴锋表示,这样的特性也意味着潜在的化学不稳定性,由于电池安全性问题并非单一因素造成,故应在深入全面认识应用环境下电池反应机制及其伴生副反应的基础上,多角度、系统地提高锂离子电池的安全可靠性。

  作为“863”计划新材料领域专家组成员,黄云辉透露,下一步对储能技术的支持将偏重高比能电池新材料的研发,并建立起新的储能体系。

  与来小康关于智能电网发展瓶颈的问题呼应,张华民表示,液流电池在智能电网大有所为,并且,中国巨大的储能市场和在关键材料方面显现的成本优势使得中国液流储能技术发展得到了世界瞩目。

  “保持其领先地位,需要集中力量攻克关键材料批量化生产技术,加快高可靠性、低成本兆瓦级大规模装备的产业化技术,并积极推进全国产材料兆瓦级全钒液流电池储能系统应用示范工程。”张华民说。
 

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