電化學類儲能應用最為廣泛,一文了解儲能技術分類及優缺點

2020-12-06 界面新聞

編輯 | 國際能源網/儲能頭條 瑤瑤

儲能是近幾年能源發展領域的大熱門，為促進行業發展，國家發展改革委和國家能源局先後多次發文鼓勵發展儲能。那麼儲能技術有哪些呢？不同類型的儲能技術優缺點是什麼？編者整理了常用的儲能技術。

現在市場上常用的儲能技術，根據儲存介質的不同可以分為五大類，分別為電化學儲能、機械類儲能、電磁儲能、熱儲能和化學類儲能。

各種儲能的原理

機械類儲能

機械類儲能的應用形式有抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。

抽水蓄能：在電力系統高峰負荷時，將上池水回流到下水池推動水輪發電機發電；在低谷負荷時，將下池的水抽回上池蓄積起來進行儲能。

壓縮空氣儲能：在電網負荷低谷期將電能用於壓縮空氣，在電網負荷高峰期釋放壓縮空氣推動汽輪機發電的儲能方式。

飛輪儲能：電能將一個放在真空外殼內的轉子即一個大質量的由固體材料製成的圓柱體加速，從而將電能以動能形式儲存起來。

電磁儲能

電磁儲能包括：超導儲能、超級電容器儲能。

超導儲能：能量以超導線圈中循環流動的直流電流方式儲存在磁場中。

超級電容器儲能：指介於傳統電容器和充電電池之間的一種新型儲能裝置，將一個放在真空外殼內的轉子加速，從而將電能以動能形式儲存起來。它既具有電容器快速充放電的特性，同時又具有電池的儲能特性。

熱儲能

在一個熱儲能系統中，熱能被儲存在隔熱容器的媒質中，以後需要時可以被轉化回電能，也可直接利用而不再轉化回電能。

化學類儲能

化學類儲能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體。利用負荷低谷期多餘電制氫，通過電解水，將水分解為氫氣和氧氣，從而獲得氫。以後可直接用氫作為能量的載體，再將氫與二氧化碳反應成為合成天然氣(甲烷)，以合成天然氣作為另一種二次能量載體。

電化學類儲能

能量儲存在溶解於液態電解質，主要包括各種二次電池，有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等，這些電池多數技術上比較成熟，應用廣泛。

鉛酸電池：鉛酸電池內的陽極(PbO2)及陰極(Pb)浸到電解液(稀硫酸)中，兩極間會產生2V的電勢，需要時，形成通路。

鋰離子電池：是一個鋰離子濃差電池，正負電極由兩種不同的鋰離子嵌入化合物構。充電時，Li+從正極脫嵌經過電解質嵌入負極，此時負極處於富鋰態，正極處於貧鋰態；放電時則相反，Li+從負極脫嵌，經過電解質嵌入正極，正極處於富鋰態，負極處於貧鋰態。

鈉硫電池：由熔融電極和固體電解質組成，負極的活性物質為熔融金屬鈉，正極活性物質為液態硫和多硫化鈉熔鹽。

液流電池：利用正負極電解液分開，各自循環的一種高性能蓄電池。

各種儲能的比較

通過調研現有儲能項目並對各種儲能技術的對比分析，電化學類儲能在現階段應用最為廣泛。詳見表一：各種儲能技術對比表。

​電化學類儲能中尤以鉛酸電池和鋰離子電池應用最為廣泛。詳見表二：電化學類儲能電池對比表。

結  語

儲能行業，鋰離子電池應用前景更為廣闊。鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰等。目前以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰電池應用的越來越多。國內現有儲能電站的儲能電池也多為磷酸鐵鋰電池。

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