化学储能:“遇冷”有待“升温”

与物理储能相比,包括铅炭电池、锂离子电池等在内的化学储能技术能量转换效率更高,未来将在整个能源体系中扮演重要角色。从2017年8月到今年5月,韩国共发生23起储能电站火灾。虽然6月11日公布的调查结果显示,由于火灾现场基本全部烧毁,查明原因有一定困难,也并没有指向任何一家涉事企业,但业内仍旧认为,用
Admin     2019-12-30 13:33:09
  与物理储能相比,包括铅炭电池、锂离子电池等在内的化学储能技术能量转换效率更高,未来将在整个能源体系中扮演重要角色。
  从2017年8月到今年5月,韩国共发生23起储能电站火灾。虽然6月11日公布的调查结果显示,由于火灾现场基本全部烧毁,查明原因有一定困难,也并没有指向任何一家涉事企业,但业内仍旧认为,用于电力储存装置的三元锂电池难以撇清关系,至少无法扑灭的大火烧的是电池中的有机电解液。再加上国内储能电站也发生过类似的火灾,“这给化学储能的发展带来相当的影响”。近日,在接受《中国科学报》采访时,中国工程院院士杨裕生表示。

  “相比前两年的快速增长,2019年储能产业发展得不太好。”杨裕生坦言。


  安全性应放在第一位


  储能技术可分为物理储能技术和化学储能技术两类。在杨裕生看来,与物理储能相比,包括铅炭电池、锂离子电池等在内的化学储能技术能量转换效率更高,未来将在整个能源体系中扮演重要角色。例如,抽水蓄能技术能量转化率在70%到75%之间,在物理储能中排在首位,而化学储能则通常都在85%以上,甚至达到90%多。“如果发展大规模化学储能技术,就有望彻底解决‘弃风、弃光’问题。”杨裕生说。
  谈及化学储能发展,杨裕生认为,“还是应该把安全性放在第一位。不是口头上的安全第一,而是要付诸实际行动。”
  近年来,锂离子电池被认为是当下综合性能最好的电池体系,具有高比能量、高循环寿命、体积小、质量轻等特点,并迅速发展成为新一代电源,用于信息技术、电动车和混合动力车、航空航天等领域。国家也相继出台了一系列政策,推动锂离子电池产业的发展。但是,在杨裕生看来,“锂离子电池用于大规模储能电站,有待商榷”。
  与之相比,“铅炭电池虽然也曾在2016年至2017年间被各部委四次发文鼓励发展,但受贴上过“古老”“落后”“污染”等标签的铅酸电池“连累”,应用并不普遍。实际上,铅炭电池“是最可靠、最安全的”,其可再生技术也是最成熟的。杨裕生告诉《中国科学报》,虽然目前铅酸电池的回收还没有做到足够规范,仍有部分电池流失到非法回收渠道,但“这个问题是完全可以解决的”。而不可忽视的是,锂离子电池回收、再生问题也很严重,“搞得不好也会造成环境污染”。

  杨裕生建议,对于锂离子电池的大规模储能使用要慎重,最好还是用铅炭电池。“因为它没有可燃的有机溶剂,即使电池控制系统出现了问题,也不会着这么大的火,遭受电站烧光这样的重大损失。”


  不能拿老眼光看待化学储能


  全钒液流电池在国内的发展也比较快速,是目前最为成熟、安全的液流电池技术。不过,由于钒的价格上涨得太快,导致全钒液流电池竞争力急剧下降。现在出现了以便宜的铁和铬做活性材料的液流电池,而且用的是廉价的阳离子交换膜,成本就降低很多。目前,国家电投集团正在就其开展放大研究。
  “用这一电池开展大规模储能也是有发展前景的。不过,液流电池实际上是一个电化工厂,运行要比固定电解液的储能电池繁杂得多。”杨裕生说。
  今年11月22日,国家电网印发了《关于进一步严格控制电网投资的通知》,明确在未来一段时间内,“不得以投资、租赁或合同能源管理等方式开展电网侧电化学储能设施建设,不再安排抽水蓄能新开工项目”。“这对储能产业发展而言是一个不小的打击。”杨裕生评价道。
  他认为,目前我国的可再生能源发电量在全部电能生产量中的比例还不高,还应继续大力发展以减少温室气体排放。而可再生能源发电必然需要储能来配合,只有这样才能不再陷入大量“弃风、弃光”的窘境。因此,此举对可再生能源来说也是一个沉重的打击。“不过,这同时也给其他愿意致力于储能产业的企业以良好的发展机遇。”杨裕生说。
  在杨裕生看来,电力系统还存在一种过时的观念,认为“应用化学储能代价太大了,一度电经过化学储能要加价4~6元”。实际上,近些年来随着技术的发展,铅炭电池的寿命延长了好几倍,磷酸铁锂电池的价格也降到了几年前的五分之一,寿命长至万次,因此这些电池的使用成本都已大幅下降。“在这样的情况下,就不能再拿老眼光来看待化学储能了。”杨裕生告诉《中国科学报》,无论是锂离子电池还是铅炭电池,现在一度电经过化学储能的加价只有大约0.3元左右。

  杨裕生希望,2020年政府部门能够更加全面地考虑电价政策问题,例如拉开白天和夜晚的电价差别,充分发挥出储能在整个电力系统中的作用。同时,要制定加快可再生能源发展步伐、抑制燃煤电能生产扩张的政策,使得电力系统减排二氧化碳的效果更加显著。



来自:中国科学报




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