中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：如今在能源領(lǐng)域中有各種不同類型的儲(chǔ)能技術(shù)，隨著儲(chǔ)能技術(shù)成為全球未來(lái)能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，越來(lái)越多的新興儲(chǔ)能技術(shù)正在出現(xiàn)。
隨著用戶對(duì)儲(chǔ)能需求的增長(zhǎng)，并且需求變得更加具體，以及儲(chǔ)能開(kāi)發(fā)商致力開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)和材料進(jìn)行創(chuàng)新，儲(chǔ)能解決方案的應(yīng)用范圍也隨之增加。
隨著可變風(fēng)能力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的增長(zhǎng)、電力系統(tǒng)的分散以及提高電網(wǎng)彈性的需求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用在地理上變得更加廣泛和多樣化。
風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電量取決于天氣，并且可能會(huì)在很短的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生變化。而可再生能源的發(fā)電時(shí)間可能與電力需求的時(shí)間并不匹配。例如太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的峰值發(fā)電期間通常在白天，但電力需求峰值期間通常在晚上。
住宅太陽(yáng)能和電動(dòng)汽車的發(fā)展是另一個(gè)挑戰(zhàn)，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)雙向電力流動(dòng)，并且需要避免電網(wǎng)的局部擁塞，例如多輛電動(dòng)汽車同時(shí)進(jìn)行充電。在這種情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以支持推遲對(duì)電網(wǎng)升級(jí)或改造的投資。
因此需要部署更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)。而儲(chǔ)能系統(tǒng)的范圍很廣泛，從對(duì)電網(wǎng)的接近實(shí)時(shí)和日常管理的快速響應(yīng)選項(xiàng)，到滿足不可預(yù)測(cè)的每周變化和供需的季節(jié)性變化而提供的持續(xù)更長(zhǎng)放電時(shí)間的選項(xiàng)。
其關(guān)鍵用例包括諸如電能質(zhì)量管理和負(fù)載平衡等服務(wù)，以及用于電網(wǎng)停電管理的備用電源。
儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型基本上可以分為五種：電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、抽水蓄能、氫儲(chǔ)能。
1、電池
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是最古老、最常見(jiàn)且可廣泛使用的儲(chǔ)能技術(shù)，是一種電化學(xué)技術(shù)。
如今有很多種電池技術(shù)，在便攜式電子設(shè)備和車輛使用的電池是鋰離子電池和鉛酸電池。其他類型的電池還有鎳鎘電池和鈉硫電池，而鋅空氣電池正在興起。
另一類是采用液體電解質(zhì)的液流電池，其中包括釩氧化還原液流電池、鐵鉻液流電池和鋅溴液流電池。
超級(jí)電容器雖然不是電池，但也可以歸類為電化學(xué)技術(shù)。
2、熱儲(chǔ)能
熱儲(chǔ)能本質(zhì)上涉及固體、液體或空氣中的熱量的捕獲和釋放，并可能涉及儲(chǔ)能介質(zhì)狀態(tài)的變化，例如從氣體到液體或從固體到液體，反之亦然。
熱儲(chǔ)能技術(shù)包括熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)和液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)或低溫儲(chǔ)能系統(tǒng)。熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)已在集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電的商業(yè)應(yīng)用中嶄露頭角，而一些熱儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)受到地理方面限制，例如需要大型地下洞穴進(jìn)行儲(chǔ)能。
3、機(jī)械儲(chǔ)能
機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)可以說(shuō)是一種原理最簡(jiǎn)單的儲(chǔ)能技術(shù)，它利用旋轉(zhuǎn)重物或重物本身的重力來(lái)存儲(chǔ)能量。其主要選擇是通過(guò)飛輪和壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)能，而重力儲(chǔ)能是一項(xiàng)新興儲(chǔ)能技術(shù)，正在開(kāi)發(fā)各種應(yīng)用場(chǎng)景。
4、抽水蓄能
基于大型水庫(kù)的抽水蓄能設(shè)施在過(guò)去的100多年中得到了廣泛的應(yīng)用，成為全球最常見(jiàn)的一種電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能形式。
抽水蓄能設(shè)施就是將下游水庫(kù)的水用泵抽到上游水庫(kù).在上游水庫(kù)中蓄水，當(dāng)水釋放到下游水庫(kù)時(shí)，就會(huì)釋放出能量。
5、氫儲(chǔ)能
氫儲(chǔ)能技術(shù)如今正在興起，它將通過(guò)電解技術(shù)將水轉(zhuǎn)化為氫氣。生產(chǎn)的氫氣可以用于運(yùn)輸、工業(yè)或住宅行業(yè)的應(yīng)用，或者為天然氣發(fā)電設(shè)施提供補(bǔ)充或進(jìn)行替代。
選擇最佳的儲(chǔ)能技術(shù)
那么哪一種是最好的儲(chǔ)能技術(shù)？每種不同的儲(chǔ)能技術(shù)都有更適合的應(yīng)用場(chǎng)合，因此在選擇儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)需要考慮這些應(yīng)用場(chǎng)合。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)必須評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題是充放電曲線以及儲(chǔ)能容量和潛在的可擴(kuò)展性。除了儲(chǔ)能成本之外，在成本效益分析中還需要考慮到電池性能退化開(kāi)始之前的充放電頻率和預(yù)期壽命。
下圖表明，超級(jí)電容器在亞分鐘級(jí)別的應(yīng)用中是主要的選擇。
鋰離子電池成本已經(jīng)快速下降，而且預(yù)計(jì)在未來(lái)還會(huì)繼續(xù)下降，這使得電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成為目前持續(xù)放電時(shí)間最長(zhǎng)需要幾個(gè)小時(shí)以及小型住宅和電動(dòng)汽車應(yīng)用的主要選擇。但隨著要求增加更長(zhǎng)的持續(xù)放電時(shí)間，可供選擇的儲(chǔ)能技術(shù)將轉(zhuǎn)向熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能或抽水蓄能技術(shù)，未來(lái)將轉(zhuǎn)向氫氣儲(chǔ)能。
未來(lái)零碳系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)
如今，所有儲(chǔ)能技術(shù)都在進(jìn)行創(chuàng)新，以提高效率和降低成本。例如，石墨烯等新材料以及基于納米級(jí)概念的其他材料為超級(jí)電容器和熱儲(chǔ)能技術(shù)方面提供了新的效率水平。
浮動(dòng)式太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施等可再生能源的整合有望改善抽水蓄能設(shè)施的價(jià)值和經(jīng)濟(jì)性。其規(guī)模經(jīng)濟(jì)應(yīng)該進(jìn)一步降低成本。
展望2050年的凈零能源系統(tǒng)，國(guó)際機(jī)構(gòu)能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)在其規(guī)劃文件中預(yù)計(jì)，其中三種儲(chǔ)能技術(shù)可能贏得更多的成功，盡管不排除其他儲(chǔ)能技術(shù)，其最佳組合將取決于個(gè)別用例、市場(chǎng)和其他情況。
這三種儲(chǔ)能技術(shù)分別是用于短時(shí)儲(chǔ)能的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的抽水蓄能設(shè)施和氫儲(chǔ)能設(shè)施。
歐盟委員會(huì)指出，到2040年，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在持續(xù)放電時(shí)間較短的應(yīng)用中起到非常重要作用；而持續(xù)放電時(shí)間短、放電頻率高的飛輪儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)發(fā)揮的作用有限；抽水蓄能設(shè)施適用于16～60個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用；壓縮空氣的持續(xù)放電時(shí)間時(shí)間更長(zhǎng)，而燃料電池中的氫氣在持續(xù)放電時(shí)間最長(zhǎng)的應(yīng)用將發(fā)揮主要作用。
