在节能减排的日趋紧迫和社会生活水平日益提高的形势下,储能技术应运而生,各方面的因素给蓄电池储能技术带来了前所未有的机遇:
传统能源面临枯竭,环境压力越来越大,都使得各国加大了可再生能源开发力度,近30年来,新能源发电技术发展迅速,产业规模、经济规模和市场化进程逐年提高。截至2007年底,全世界风电累计装机总容量达到9 384.9万kW,光伏电池累计产量达到1.2亿kW,为人类提供了大量清洁电力。我国《可再生能源法》实施以来,新能源发展迅猛,去年新增风电装机容量约600多万kW,累计风电总装机容量达到1 217万kW;太阳能光伏电池的生产能力已经达到年产400万kW光伏电池的能力,成为世界第一大太阳能光伏电池生产国。
目前我国对清洁能源做出了大胆预计:2020年,我国风电装机将达到1.5亿kW;太阳能发电装机达到2 000万kW;核电装机达到8 600万kW。风电、太阳能发电、核电装机将占电力总装机的16%左右。新能源是大势所趋,但大量可再生能源的显著特点是不可知性、随机性、波动性,而我国新能源资源丰富的地区恰恰在中西部必须接入大电网才能实现价值。此前也有过一些思路,比如风电场匹配火电、水电,后来发现根本不可行,不用从经济效能上分析,技术上就行不通。“一般的抽水蓄能电站,它的反应速度根本跟不上可再生能源,因为光伏发电的功率是秒级的,风电的功率波动也是论秒或分钟级的,抽水蓄能电站对应的是昼夜或时段的变化。而蓄电池储能可以快速地充放电,平抑新能源电力的波动,改善电能质量,所以可再生能源带来的问题还得靠蓄电池储能技术来解决。
(2)电网调峰的调峰压力需要储能实现调峰
城市建设和居民生活水平的提高,使得电网负荷以较高的速度增长,也使用电峰谷差日趋增大,电网和电源侧调峰压力日益紧张。而电网中绝大部分的调峰只能依靠常规电厂来承担,其中绝大部分要由燃煤电厂负担,增加煤耗,甚至需要火电机组实现轮班运行,使得机组启停费用大大增加,严重降低了电力系统的经济性。利用储能实现调峰填谷,可大大降低系统峰谷差,提高系统供电保证率,减小拉闸限电次数和时间,同时改善系统火电、核电机组的运行条件,使这些机组能基本上保持在高效率区稳定运行,在运行过程中不必频繁增减出力或开停机组,从而降低单位煤耗,节约燃料消耗。而蓄电池储能技术除了有以上作用外,还可以安装于配电侧,就地调峰,减少电网所需建设的容量以及减少系统的网损。(www.xing528.com)
(3)电动汽车的发展促进了蓄电池产业的规模化发展
与传统的燃料汽车相比,电动汽车采用了电力新能源,锂离子电池能量密度高,使用寿命长,不仅消除了环境污染的隐患,特别是城市中的气体污染,同时也大量地减少了二氧化碳的排放量。
目前从国际的市场来看,电动汽车的研制开发一直也是各大汽车集团花费巨资研发的新兴领域。例如,本田公司自20世纪80年代起就开始了电动汽车的研究开发,1996年终于推出了本田的EV车“PLUS”。该车使用的是高能镍氢蓄电池,充电一次可行驶210~350km,最高时速可达130km,1997年“PLUS”成功地出租到了美国。继而,丰田公司推出了油电混合动力汽车“普锐斯”,全球销量已经突破了50万台,并预计在2012年突破100万台。我国的汽车企业和高校、科研院所等200多家单位也投入了大量的人力、财力和物力研发电动汽车,并取得了一系列科研成果。在“九五”期间,这些技术上的研究也相继列入国家重大科技产业工程项目,国家“十五”与“十一五”期间的“863”计划12个重大专项之一,因此国家在未来的几年,还会继续加大这方面的投入和重视力度。
此外,在基础技术方面和电动车的基础设施(主要是充电设施)上,电网公司已开始对业务模式进行了有意义的尝试。例如,国家电网公司未来将在上海、北京、天津等地建设首批充电站,成为“示范运行”的纯电动汽车补充电力的基站,服务对象不仅仅是纯电动公交车,还包括未来商业化前景更大的纯电动轿车。如今,南方电网公司已经在深圳市投入了约3 000万元的资金用于建设电动车充电站的项目;大力支持电动车项目的发展,提出要做国内第一个“充电城市”。但在短期内,OEM厂商还是主要的基础设施推动力量,如2006年5月比亚迪第一个电动汽车充电站运行,目前在上海、北京、深圳、西安的比亚迪基地共建成多个充电站。
电动汽车的发展,会带动整个蓄电池产业的发展,当蓄电池产业的生产规模持续扩大,则可使得蓄电池的造价大大降低,有利于促进蓄电池储能技术在电网中的应用。同时可以在电动汽车充电站中储备一定容量的用于换电池业务的蓄电池,使得充电站具有电池储能站的功能,在负荷低谷时蓄电,而用于负荷高峰时的充电业务,可以节省两者单独建设时的总投资。
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