鉅大LARGE | 點擊量：605次 | 2021年09月11日
新能源大發展 化學儲能電池須盡快商業化
風能和太陽能等可再生能源出現的電力都必須在出現后盡快使用，在全球大力發展可再生能源的今天，儲能設備的研發和推廣顯得越發重要了。
在今年兩會上，全國政協委員胡里清呼吁，新能源產業要加大儲能技術開發。他表示，在風電和光伏發電等領域，由于缺少化學大容量儲能電池等儲能技術支持，我國的新能源產業發展速度受到嚴重制約。他還建議，要從國家層面加強對化學大容量儲能電池等儲能關鍵技術的支持力度。這既可解決風能、太陽能發電的隨機性、波動性問題，穩定可靠地并入電網，又可與風電、光伏電組成離網綠色電力系統，為智能電網的建設供應關鍵技術。
無獨有偶，全國政協委員、上海市工商聯副主席段祺華也表示，當前為風電等可再生能源配置的火力發電廠和抽水蓄能電站都存在諸多局限性。為風能等可再生能源配裝合適的大容量電池儲能系統才是解決我國目前風能發電無法并網瓶頸問題的最有效途徑。他還建議，要積極引進國外先進的鈉硫儲能電池技術，這樣一方面滿足國內可再生能源電力的配裝需求，另一方面可以消化吸收先進技術，爭取早日實現自主化。
國外的儲能技術已經發展到什么階段？本文將為讀者介紹一下美國太平洋西北國家實驗室最近對電化學儲能系統做出的全面評估的結果。
美國西北太平洋國家實驗室隸屬美國能源部，是化工、能源、環境領域的國際著名研究機構。該實驗室的研究人員指出，未來能夠承擔起儲存可再生能源發電并將電力傳輸到電網上的電池必須是可靠、耐用和安全的，而電池的價格能否被使用者接受也是決定其市場規模的關鍵。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
西北太平洋國家實驗室的研究人員比較并評價了4種電化學儲能電池，它們分別是全釩氧化還原液流電池，鈉酸儲能電池、鋰離子電池和鉛碳電池。研究人員注意到，以上4種電池都有被大規模發展的潛力，同時也存在各自的問題。
全釩氧化還原液流電池
全釩氧化還原液流電池通過不同價態的釩離子相互轉化實現電能的儲存與釋放。充電時，通過對全釩氧化還原液流電池的充電，將電能轉化為化學能儲存在不同價態的釩離子中；當發電裝置不能滿足額定輸出功率時，液流電池開始放電，把儲存的化學能轉化為電能。
據研究，全釩氧化還原液流電池的充、放電性能好，能夠進行大功率的充電和放電。這種電池，選址自由度大、占地少，可以很好地把太陽能和風能融入到住宅或者工業場所中。
鈉硫儲能電池
鈉硫儲能電池通常被建在一個管狀設計中，并結合鈉硫等元素，鈉與硫會通過化學反應將電能儲存起來，當電網要更多電能時，它又會將化學能轉化為電能釋放出去。
這種電池的優點之一是單位質量或單位體積所具有的有效電能量高。可以在短時間內釋放大量能量，是為車輛和其他應用工具供能的良好選項。這種電池的缺點就是材料的成本高，另一個擔心是，這種電池運行時的溫度很高，運行的可靠性曾受到質疑。
西北太平洋國家實驗室的研究人員稱，通過改良電池的形狀能夠提高電池的能效并降低電池運行時的溫度。實際上，這個實驗室正在同一家美國電池公司聯合研究對這種電池的改進方法。
鋰離子電池
鋰離子電池是我們最常見的電化學儲能電池，我們手機、筆記本電腦的電池多為鋰離子電池。這種充電電池重要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。高能效和電力容量上的優越性也讓鋰離子電池的市場擴大到交通領域，現在許多電動汽車也選用這種電池作為動力。
小型鋰離子電池的研發和推廣已經非常成功，但是，鋰離子電池的大型化卻是困難重重，面對造價高、運行溫度高和易短路等問題。
雖然在鋰離子電池的研發方面已經取得了實質性進展，但是還要很多工作來延長電池的使用壽命，還要提高電池使用時的安全性并降低材料成本。
鉛碳電池
鉛碳電池是從傳統的鉛酸電池演進出來的技術，科學家們發現，新增一點碳，能夠顯著提高鉛酸電池的壽命。研究人員稱，作為太陽能和風能儲能的后備選項，鉛酸電池能量密集度高，是個不錯的選擇。
但是，這種電池的推廣也面對著成本問題。這類電池的成本費用依然維持在每千瓦小時500美元，而研究人員認為，要降低成本至每千瓦小時150-200美元才可行。
研究人員的結論是，對這幾種電池技術的進一步研究都至關重要，在材料、設計和工程系統上的改進和成本上的降低都是很必要的。
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