據(jù)近期水電水利規(guī)劃設(shè)計總院發(fā)布的《中國可再生能源發(fā)展報告2021》所披露的數(shù)據(jù)顯示,2021年我國可再生能源利用總量達(dá)到7.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,占一次能源消費總量的14.2%,減少二氧化碳排放約19.5億噸,為實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。
為應(yīng)對全球氣候變化,以可再生能源為主體的綠色、低碳、清潔能源體系建設(shè)是中國乃至全世界的能源戰(zhàn)略選擇。2021年全國兩會上,中國政府工作報告明確提出,到2030年非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到25%左右、風(fēng)電太陽能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上等目標(biāo)。
然而,可再生能源的間歇性和隨機(jī)性為電力系統(tǒng)電力電量平衡帶來了巨大挑戰(zhàn)。應(yīng)對可再生能源風(fēng)/光發(fā)電與用電負(fù)荷之間的電力電量不平衡問題,需要依靠儲能技術(shù),即在電能較多時將電能儲存在儲能系統(tǒng)中,在電能不足時通過儲能系統(tǒng)的放電進(jìn)行電能補充。
儲能技術(shù)可分為物理技術(shù)與化學(xué)技術(shù)兩大類。物理類儲能技術(shù)包括:抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能、顯熱蓄熱、相變蓄熱等?;瘜W(xué)類儲能技術(shù)包括:鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池、燃料電池、超級電容、儲氫、熱化學(xué)蓄熱等。
在物理類儲能技術(shù)方面,抽水蓄能技術(shù)比較成熟,但其依賴于大型水庫,進(jìn)一步發(fā)展受到限制;壓縮空氣儲能技術(shù)對環(huán)境友好,適用于大規(guī)模發(fā)展,同時可耦合熱能利用促進(jìn)可再生能源熱的吸收,具有良好的發(fā)展前景;飛輪儲能技術(shù)則具有高功率、相關(guān)設(shè)備壽命長等優(yōu)點。
在化學(xué)類儲能技術(shù)方面,以鋰電池為代表的電化學(xué)儲能技術(shù)已經(jīng)初步進(jìn)入商業(yè)化、規(guī)?;瘧?yīng)用,結(jié)合電動汽車對鋰電池的需求,該技術(shù)將得到更快發(fā)展,但由于其儲能容量較低,因此在大規(guī)??稍偕茉唇尤敕矫娴膽?yīng)用受到限制,不過該技術(shù)可作為抽水儲能和壓縮空氣儲能調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率的補充手段。
相比較而言,目前儲能行業(yè)內(nèi),物理類儲能技術(shù)中的超導(dǎo)儲能技術(shù)在解決電網(wǎng)瞬間斷電及電壓暫降等方面具有明顯優(yōu)勢,但由于其成本較高,目前應(yīng)用較少。
就未來儲能技術(shù)發(fā)展而言,對于大規(guī)??稍偕茉吹睦?,既需要物理儲能的大規(guī)模容量保證,又需要化學(xué)儲能的快速響應(yīng),兩者的高效結(jié)合將是未來可再生能源儲能方面的關(guān)鍵。部分新的技術(shù)手段也讓未來可再生能源儲存具有良好前景。
原標(biāo)題:儲能:可再生能源實現(xiàn)充分利用的關(guān)鍵一環(huán)