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多国加快新型储能技术发展(国际视点)

2022-07-19    来源:人民日报
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[ 导读 ]:随着清洁能源装机规模和利用率不断提升,新能源的波动性、间歇性等技术缺陷日趋凸显,由此产生的电力消纳难、外送难、调峰难等问题,严重制约行业可持续发展。作为解决这些难题的有效手段,新型储能技术因其承载能力和调节能力日益得到众多国家的青睐。
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随着清洁能源装机规模和利用率不断提升,新能源的波动性、间歇性等技术缺陷日趋凸显,由此产生的电力消纳难、外送难、调峰难等问题,严重制约行业可持续发展。作为解决这些难题的有效手段,新型储能技术因其承载能力和调节能力日益得到众多国家的青睐。

当前,为构建清洁低碳、安全高效的能源体系,一些国家正加快推进储能行业由研发示范向商业化转型,在技术装备研发、示范项目建设、商业模式探索、政策体系构建等方面取得积极进展。储能技术为构建新型电力系统、推进能源革命、实现碳中和目标提供了重要支撑,包括新型锂离子电池、压缩空气、氢(氨)储能、热(冷)储能等在内的新型储能技术正为绿色发展注入动力。

阿联酋——
加快建设多种储能设施

阿联酋马斯达尔城日前宣布启动一项热能储存电力项目,采用再生铝合金相变材料储热技术,将能量以热量的形式存储在由回收铝和硅制成的金属合金中,并利用发电机将其转化为电能,可在一天中的任何时间按需供应电力和可用热量。

马斯达尔城负责人阿卜杜拉·巴拉拉表示,该项目采用的再生铝合金相变材料的储热系统性能优异,为市场带来了技术突破,有利于提高可再生能源的电池存储能力,推动能源转型。

作为全球主要产油国,阿联酋高度重视推动能源的可持续发展。根据阿联酋“2050能源战略”,到2050年,清洁能源在阿联酋能源结构中占比将提高至50%。2021年10月,阿联酋公布了“2050年零排放战略倡议”,计划在可再生能源领域投资超过6000亿迪拉姆(约合1644亿美元),力争到2050年实现温室气体净零排放。阿联酋因此成为中东产油国中首个提出净零排放战略的国家。

为实现净零排放目标,阿联酋积极发展可再生能源,推动多种新型储能设施开发。储能技术可以很好解决新能源发电稳定性不足以及用电峰值不同造成的资源浪费和收益率低等问题,为可再生能源大规模发展提供了有力支撑。

阿联酋迪拜马克图姆太阳能公园700兆瓦光热发电项目,是目前全球装机容量最大、投资规模最大、熔盐罐储热量最大的光热项目。项目采用全球领先的“塔式+槽式”集中光热发电技术,在白天利用熔盐大量储存阳光充沛时产生的热能,在夜间或阴天时提供电力,可实现24小时连续稳定地将太阳能转化为电能。

此外,迪拜电力和水务局还与2020年迪拜世博会和西门子能源有限公司合作,启动绿色氢项目,通过利用太阳能完成绿色氢气的生产、储存和再发电。这是中东和北非地区首个太阳能驱动的绿色氢储能设施。

德国——
推动家用储能系统普及

在德国,无论城市还是乡村,建筑物屋顶和外墙成片的光伏发电板随处可见。在这些建筑物的地下室里,往往都有一个电冰箱大小的装置——家用电池储能系统。这类系统装机容量一般在10千瓦以下,可以满足一般家庭大部分电力需求。

一整套家用太阳能和储能系统,一般需要耗资上万欧元。尽管价格不菲,但很多德国家庭依然愿意为之埋单,希望通过自建储能系统,减少电价不断上涨的压力,并为环境保护和绿色能源普及做出贡献。

德国慕尼黑工业大学一项报告指出,由于太阳能本身是间歇性能源,必须在生产期储存多余的能量,以补偿因天气等因素带来的波动。近年来德国电化学储能技术的专利申请数量急剧上升,其中大部分是基于锂电池储能技术。

本世纪以来,德国可再生能源产业快速增长,以风能、太阳能为代表的新能源发电占总发电量的比例从3%增长至约45%。德国的风能和太阳能平均利用率达97%,处于全球领先水平,这得益于德国健全的储能网络建设。

为鼓励民众安装储能设备,德国政府出台一系列支持措施,包括提供最高30%的贷款补贴、用储能设备成本抵免个人所得税等。德国最大的家庭储能系统制造商Sonnen研发了一项针对电动车用户的技术:使用该公司充电桩的用户,可以将自家光伏板产生的电力共享给一定范围内的其他成员,相当于将发电装置、充电桩与电动车电池连接成一个虚拟的巨型储能系统。用户彼此消纳多余的绿色电力,不但保持了电网稳定,还能带来收益。

根据德国储能协会的最新数据,以家庭计算,德国已有超过30万个家庭安装了电池储能系统,平均装机容量约为8.5千瓦。截至2020年底,德国已有近70%的家用太阳能发电装置配置了电池储能设施,德国家用储能系统的装机容量约为2.3吉瓦。

日本——
聚焦氢储能系统研发

去年5月,日本建筑企业清水建设公司位于日本金泽市的零排放办公楼落成。该办公楼采用太阳能发电和氢储能系统,其中氢储能系统使用的正是该公司研发的铁钛合金储氢罐。通过使用这套发电储能系统,该办公楼已得到日本政府制定的绿色楼宇ZEB(净零排放能效建筑)标准认证,即全年一次性能源净消耗量为零或负数,实现了楼宇能源的自给自足。

该公司研究人员下田英介表示,铁钛储氢合金在研发过程中重点聚焦其安全性,经过无数次实验后才确定了现在具有耐燃特性的成分配比。同时,该合金能吸收存储1000倍于自身体积的氢气,一个合金储氢罐相当于同体积1000个大气压高压氢气储罐。铁钛合金储氢罐具有安全、经济、高密度等特点,适合大规模商用。

该办公楼楼顶还安装了装机容量为140千瓦的太阳能发电设备,在电力盈余时,用来制备氢气。制成的氢气存储在铁钛合金储氢罐中,在太阳能发电不足时,储氢罐释放氢气进行燃烧发电。设置在该办公楼地下的多组储氢罐生产的电力,可满足办公楼用电需求。

近年来,日本国内氢能产业链不断扩大,氢能存储也逐渐由实验室研究走向商业化运用阶段。日本政府力争到2050年实现碳中和,将可再生能源作为日本的主要电力来源。根据日本政府“第六次能源基本计划”,到2030年可再生能源的发电比例将从目前的19.8%提高到36%—38%,而氢储能系统研发是其中的重中之重。

日本《日刊工业千赢游戏官方下载》报道称,位于日本爱知县的埃诺亚公司和东京大学联合研发的“氢能储电系统”,已将售价降到市场上同类千赢游戏下载的一半。参与研发的东京大学教授杉山正和表示,该系统通过将太阳能发电转化成氢能,并低成本、长时间存储,对太阳能进行“夏储冬用”是完全可行的,未来实现商业化后市场潜力巨大。

《 人民日报 》( 2022年07月19日 17 版)

 
关键词: 新型 储能技术 发展
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