新型储能技术进展及应用分析

新型储能技术进展及应用分析

孙晨竣

中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司

摘要：随着新能源的迅速发展，新型储能技术的应用也越来越广泛。在储能领域，电池技术是最成熟的一种储能方式。在储能需求与应用场景方面，日益增长的用电需求和供电安全保障需要更多的储能技术的引入。因此，需要储能技术来实现峰谷调峰，以节省用电成本。同时，从新型储能技术的发展趋势来看，政策环境与市场趋势和技术进展和应用前景是主要因素。政府在能源领域的政策支持，特别是对于新型储能技术的支持，将在一定程度上提高市场对该领域的关注度。技术进步对于新能源储能发展的重要性不言而喻。所以，新型储能技术的发展具有巨大的潜力和广阔的前景，政策环境的改善和技术的不断突破都将进一步推动其发展。

关键词：新型储能技术；应用

引言

新型储能技术是现阶段我国能源行业发展的主推方向之一。目前，我国储能产业机遇与挑战并存，一方面，市场规模不断壮大，新型储能技术项目落地进展迅速；另一方面，储能行业产能相对过剩，行业成熟度还有待提高。因此，本文通过对新型储能技术进展及应用进行分析具有重要的意义。

1新型储能技术的应用要点

1.1热储能

储热是通过加热或冷却介质将热能存储于介质中。电能根据需要通过储热的形式存储或释放，存储时间较长。热储能主要有显式储热、潜式储热（熔融盐）。显式储热是靠加热或者冷热介质来储存或释放热量的一种储热方式。常温下水和卵石均为常用的储热材料，水的储热量是同样体积石块的3倍。潜式储热是利用材料由固态融化为液态时需要大量融解热的特性来吸收并储存热量，介质形态反复循环形成贮存释放热量的一种储热方式。储热建设规模较大，使用寿命长，但转换效率低、储能密度低、材料高温腐蚀等问题严重，目前主要应用显热储热技术。

1.2压缩空气储能

压缩空气储能是一种创新的储能方式，利用空气当作能量的载体进行能量储存。相比其他储能技术，压缩空气储能具有许多独特的优势。首先，它具备快速响应的特点，可以迅速释放储存的能量，满足需求的变化；其次，压缩空气储能的寿命非常长久，能够在很长时间内稳定地提供能量；最后，压缩空气储能的转化效率较高。然而，由于压缩空气储能需要地下储气库来存储压缩气体，地理条件限制了其应用范围，只有在适合建设地下储气库的地区，才能充分利用这项技术。另外，压缩空气储能还要燃气作为燃料来提供能量，这增加了其运营成本和环境影响。尽管存在一些局限性，压缩空气储能仍然在备用电源和系统调峰方面得到广泛应用。

1.3电化学储能

电化学储能是通过化学反应，将化学能和电能进行互相转换储存能量的一种方式，其发展更侧重于电池系统。燃料电池，例如如水－氢－电燃料电池，水电解制氢技术可靠，操作简单，维护方便，无污染，制氢纯度高。钠离子电池成本低、安全性高、高低温性能较好但是能量密度低，循环寿命低。液流电池规模大、寿命长、功率和容量分离但价格较高、能量密度低、效率相对较低。铅酸电池制作工艺相对成熟，体积小，成本低，但是生命周期短，成本高。锂电池储功率密度低，能量密度、能量转换效率高，响应速度快，适用于短时的功率转换；但随着时间的推移，锂电池容量衰减，使用寿命降低，实际充放电次数减少。

1.4抽水蓄能

抽水蓄能是一种资源驱动型技术，通过使用电能将低处的水体通过管道输送到更高的蓄水池，以水力势能的形式储存电能。在发电盈余时，用多余电能将水从下水库抽至上水库进行蓄能，在用电高峰时释放水体进而增加发电量。目前，抽水蓄能以变速机组关键技术、高水头大容量机组监测与控制技术，以及抽水蓄能与可再生能源联合控制技术等方面为发展方向。

2新型储能技术进展和应用前景

目前，储能技术已经得到了广泛的应用，不仅在家庭、商业，甚至在国家能源领域也得到了广泛的应用。通过技术进步和政策扶持的逐渐提高，新型储能技术的发展趋势愈加明显，实现新能源可靠性和可持续性将成为未来的发展方向。在新型储能技术的发展历程中，蓄电池技术、超级电容技术、氢燃料电池技术等成为新能源储能的主要技术方向。其中，蓄电池技术应用最广泛，已经形成了相对成熟的电动汽车和家庭储能市场，同时也逐渐在工商业储能领域得到了大规模的应用。在工商业储能需求方面，随着产业的成熟，工商企业对于能源安全和可靠性的重视逐渐加大，对于新型储能技术的需求也随之增加。

另外，通过对新能源电力系统中储能技术的应用与性能优化的研究，可以有效提高系统的可持续发展能力。特别是锂电上游材料和中游设备的大降价,基本奠定了基于锂电材料的新型储能系统的成本优势,在此基础上再进一步开发高安全大容量储能专用电池已是行业发展的必然趋势,其中的技术内涵包括：（1）避免热失控及燃烧爆炸的本质安全控制技术（特别是电芯级别的本质安全）；（2）以修复延寿技术为代表的创新技术,延长储能装备系统寿命,降低储能的度电成本；（3）与储能装备易回收设计相结合的绿色回收技术,支撑新型储能产业的大规模可持续发展。（4）系统集成与优化。系统集成与优化是储能技术性能优化的重要方面，通过从整体系统的角度出发，优化储能设备的配置和运行方式，实现系统性能的最优化。首先，系统集成考虑储能设备的种类、规模和布局，以确保系统各部分协同工作，充分发挥储能技术的综合效益。合理选择不同类型的储能设备，如电池组、压缩空气储能装置等，使它们相互补充，形成一个高效、稳定的整体系统。其次，优化储能设备的配置，需要考虑电力系统的负荷特性和峰谷差异。通过合理配置储能设备的位置和容量，可以更好地应对电力系统的需求变化，实现对系统性能的优化。例如，在高峰期，配置更多的储能设备用于储存电能，以应对电力需求的瞬时增加；而在低谷期，则可以通过储能设备释放储存的电能，提高系统的利用率。最后，系统运行方式的优化涉及到调度策略的制定和实施。通过智能控制算法和灵活的调度策略，实现对储能设备的智能化管理，使其在系统运行中能够更加灵活、高效地响应电力需求变化，提高系统的整体性能。

因此，随着政策环境和市场形势的发生变化，新型储能技术的应用前景也更加广阔，新型储能技术的发展正在以前所未有的速度向前推进，未来有望在各个领域得到广泛的应用，并为能源革命做出重要的贡献。储能技术和产业的发展趋势是安全、经济和绿色,这需要我们积极建设市场应用导向的绿色储能技术创新体系,创造有利于技术和产业融合发展的投资环境和创新环境。

结束语

能源是人类发展与社会进步的动力，为实现高质量的社会主义现代化国家，推动碳达峰碳中和，我国能源产业也将绿色低碳转型作为高质量发展的战略性任务。其中，储能是在此背景下催生出的新兴行业。因此，加强新型储能技术的应用至关重要。

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