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储能技术助力电网消纳 解决“弃风弃光”困局

2016-03-10 00:09
kumsing
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  能源领域正处于一场大变革中,以可再生能源和电动汽车为代表的新能源技术将逐渐改变人类的能源使用方式,而储能在其中发挥着关键作用。可再生能源具有间歇性和波动性的特点,在无法储能的情况下电网无法大规模对其进行消纳。而电动汽车的推广则取决于电池的续航能力和充电的便捷性。

  全球储能技术快速发展

  储能装机在2015年保持快速增长,其中电池储能的发展尤为引人注目。根据美国能源局(DOE)全球储能数据库的数据统计,截至2015年底,全球电池储能累计装机0.61GW,较2014年增长了20%以上。此外还有超过0.3GW的在建项目以及0.4GW的已签订合同的项目。从各国的数据来看,美国目前的装机为0.3GW,几乎占到了全球电池储能装机的一半。从新增装机的技术类型上看,90%以上的新增项目使用的都是锂离子电池。

  在商业化方面,近两年储能产品已经开始全面走向应用。虽然日本厂商在2010年开始就已经推出了许多针对家庭用户的储能产品,但由于成本过高,推广一直受到限制。真正引起广泛关注的是2015年4月底特斯拉(TESLA)推出的居民用储能产品Powerwall,及针对商业级的产品Energy for Utility,其低至350美元/千瓦时的售价使得储能投资开始具有经济性。此外,市场上还有EOS和Imergy等数十家提供电池储能产品的厂商,不少产品也都开始具备经济吸引力。国内厂商如比亚迪、科陆电子等在2015年也相继推出了类似储能产品。

  技术方面,虽然2015年有许多关于储能电池突破的新闻,如各种金属空气电池,但从实际情况来看,这些新技术大多离应用还很遥远。目前具备产业化应用价值的储能技术主要是锂离子电池、钒流电池、钠硫电池等。比较值得关注的是,近期有媒体报道的中科院石墨烯超级电容的突破。虽然超级电容的能量密度还是无法与电池储能相比,但是其充放电速度极快(几秒钟便可完成充电),而且其循环次数能达到10万次以上,因此未来超级电容或将可能广泛应用于电网调频以及轨道交通和公交汽车等公共交通中。

  欧美日等国十分重视储能技术

  国际上,欧美日等国一直以来都十分重视储能技术的发展与应用。据不完全统计,美国联邦和州层面针对储能的法案和政策就达到了21项。欧盟和日本也均有针对储能的扶持政策。具体可以归纳为以下几类。

  第一,对储能投资进行补贴或是税收减免。如美国2011年通过储能法案,对储能投资给予了20%的联邦税收抵免。德国对于中小规模的光伏发电系统配套的储能系统进行补贴。日本也对符合标准的接入电网的电池储能项目给予相当于投资额1/3的补贴。

  第二,对储能技术研究进行补贴。如美国政府2009年8月宣布拨款24亿美元,用于支持环保电动汽车与储能电池的研发、制造。日本政府则对钠硫电池等技术从研发到应用等各环节都给予高额的补贴。

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