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化学储能

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起底我国电化学储能技术分布现状

导读: 从定义我们可知,广义储能是指所有能量的存储,包括储热和储电。而狭义的储能仅指电能的存储,本文讨论的“储能”即取其狭义。

什么是储能?

广义来讲,储能即能量存储,是指通过一种介质或设备,把一种能量形式用同一种或转换成另一种能量形式存储起来,需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

狭义而言,储能是针对电能的存储,是指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来并在需要时释放的一系列技术和措施。

从定义我们可知,广义储能是指所有能量的存储,包括储热和储电。而狭义的储能仅指电能的存储,本文讨论的“储能”即取其狭义。

储能技术分类

储能分为物理储能和化学储能,这两者的技术特点如下:

物理储能:抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等。

特点:采用水、空气等作为储能介质,储能介质不发生化学变化。

电化学储能:铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、镍氢电池等。

特点:利用化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化。

物理储能和化学储能的区别在于,储能介质是否发生化学变化。业内机构的统计数据显示,从2000年至2016年,我国储能市场累计装机规模各种储能方式中,蓄水储能占比最大,但增长缓慢。而以锂离子电池为代表的电化学储能却增长迅速,占比不断增加,电化学储能市场极具增长潜力。

电化学储能市场技术分布

据中关村储能产业技术联盟发布的《储能产业研究白皮书2017》统计数据显示,2016年,我国新增投运的电化学储能项目几乎全部使用锂离子电池和铅蓄电池,两类技术的新增装机占比分别为62%和37%。

2016年,在我国新增投运装机规模的同比增速方面,锂离子电池以256%的增速占据首位;此外,锂离子电池在可再生能源并网领域中的新增装机占比最大,高达70%;铅蓄电池在分布式发电及微网领域的新增装机占比最大,达69%。

从各技术的分布地域来看,锂离子电池在各地区均有分布,其中在东北、华中、华南、西北和西南占比最大;铅蓄电池在华北和华东地区占比最大;液流电池主要分布在东北地区。

但是从全球范围来看,2016年,新增投运的电化学储能项目主要采用锂离子电池、钠硫电池和铅蓄电池等储能技术,三种技术的新增装机规模共占全部新增项目装机规模的99%以上。从增速上看,钠硫电池的新增投运规模的同比增速最快,为2400%;其次是铅蓄电池,同比增速为563%。

可见,无论是全球储能市场还是中国储能市场,锂离子电池新增装机规模都居于首位,这反映了当前锂离子电池在储能技术中的主导地位。钠硫电池在国外有很多的应用,国内则较少;铅蓄电池在国内储能市场累计装机规模已经位于锂离子电池之后,这也反映了锂离子电池在储能领域替代铅蓄电池的大趋势。

电化学储能技术的企业分布

1.锂离子电池

锂离子电池储能性能较好,使用寿命长、循环次数高。一般情况下,锂电池可循环3000次左右,钛酸锂电池则高达25000次左右。锂离子电池自放电损耗小、能量转换效率较高,与其他电池相比,在各项性能方面都有较大的提高。通过上文我们知道,锂离子电池的新增装机规模在全球和国内都居于榜首,国内众多企业布局锂离子电池储能技术。

上海中兴派能能源科技股份有限公司(以下简称“中兴派能”)专注于磷酸铁锂储能系统的研发和生产,公司生产的磷酸铁锂电池系统具备配置灵活、可靠性高,应用于通信储能系统、数据机房、家庭光伏储能系统、机器人系统以及高压直流储能系统等应用场景。

猛狮科技旗下深圳市先进清洁电力技术研究院有限公司建设的德国Relzow 100MW/200MWh锂电池储能电站,主要用于德国一次调频市场。电站全部采用了猛狮科技模块化储能集成技术与锂电池产品,具有响应迅速、使用寿命长等特点。同时,该项目还是中资企业在海外投资建设储能项目、参与电力运营的首个案例。

中天储能科技有限公司(以下简称“中天储能”)致力于锂电池储能项目的布局。2016年,中天储能锂电池产能达到2GWh,电力储能系统实现海外销售。2017年以来,公司已承接兆瓦级储能项目3个,具备了电力储能项目的工程总承包能力。

储能是钛酸锂电池的主要应用领域之一。截至2017年1月,采用银隆新能源钛酸锂技术的深圳宝清电池储能站已安全稳定运行六年。该储能站是我国首座投运的兆瓦级锂电池储能站,同时也是国家863项目和南方电网公司重点科技项目——“10MW电池储能站关键技术研究及试点”示范工程,六年的成功运营标志着我国企业已研究掌握并成功应用兆瓦级电池储能关键技术。

此外,浙江南都电源动力股份有限公司等企业也布局了磷酸铁锂储能技术路线。

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