儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和研究的方向

目前全球和中國儲能累計(jì)裝機(jī)中，抽水蓄能最高，占比超過90%，熔融鹽儲熱第二，電化學(xué)儲能排名第三;從發(fā)展速度來看，電化學(xué)增長較快，截至 2016 年底，全球電 化學(xué)儲能裝機(jī)規(guī)模達(dá) 1756.5MW，近 5 年復(fù)合增長率 27.5%，其中以鋰離子電池累計(jì)規(guī)模最大，超過50%以上。

電化學(xué)儲能具有設(shè)備機(jī)動性好、響應(yīng)速度快、能量密度高和循環(huán)效率高等優(yōu)勢，是當(dāng)前儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展和研究的熱點(diǎn)，主要應(yīng)用在電網(wǎng)輔助服務(wù)、可再生能源并網(wǎng)、電力輸配、分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域。從我國已投運(yùn)的電化學(xué)儲能項(xiàng)目來看，分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域的裝機(jī)規(guī)模最大，其余依次為可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域、電力輔助服務(wù)領(lǐng)域和電力輸配領(lǐng)域。

從技術(shù)方向來分類，主流電化學(xué)儲能技術(shù)包括先進(jìn)鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池和鈉硫電池等。

傳統(tǒng)鉛酸蓄電池憑借其安全可靠、 容量大、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)，在儲能領(lǐng)域仍具有穩(wěn)固的地位。特別近年來，以鉛炭電池為代表的新興鉛酸技術(shù)的出現(xiàn)，大大彌補(bǔ)了傳統(tǒng)鉛酸電池比能量低、壽命短等缺點(diǎn)，使其在大規(guī)模儲能領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。

鋰離子電池由正負(fù)電極、隔膜、電解液組成，具有能量密度大、工作溫度范圍寬、無記憶效應(yīng)、可快速充放電、環(huán)境友好等諸多優(yōu)點(diǎn)，目前在國內(nèi)已廣泛應(yīng)用于各類 電子產(chǎn)品、新能源車和電化學(xué)儲能等領(lǐng)域。特別受下游新能源車動力電池需求增長拉動，產(chǎn)業(yè)規(guī)模和技術(shù)發(fā)展加速，技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈正在進(jìn)一步成熟。

液流電池具有充放電性能好、循環(huán)壽命長的特點(diǎn)，適合大規(guī)模儲能應(yīng)用。目前較為成熟的液流電池體系有全釩、鋅溴、鉻鐵、多硫化鈉 -溴等雙液體系，目前應(yīng)用和研究最廣的為全釩液流電池，但由于成本過高、體積密度低等原因，產(chǎn)業(yè)還處于起步階段。鋅溴、鉻鐵、多硫化鈉等電池的技術(shù)或被壟斷、或處于研發(fā)階段，未能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

鈉硫電池以單質(zhì)硫和金屬鈉為正負(fù) 極，β-氧化鋁陶瓷為電解質(zhì)和隔膜，其工作溫度在 300-350 攝氏度之 間，具有能量密度高、功率特性好、循環(huán)壽命長、成本相對低等優(yōu)點(diǎn)，其規(guī)模約占全球電化學(xué)儲能總裝機(jī)量的 30-40%，僅次于鋰離子電池。但由于技術(shù)壟斷，目前在國內(nèi)無法大規(guī)模推廣。

從技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)性、安全環(huán)保性等來看，鋰電池是我國發(fā)展較快、有望率先帶動儲能商業(yè)化的電化學(xué)儲能技術(shù)。