電力系統變得更加“柔和”。儲能技術(shù)一般分為熱儲能和電儲能,未來(lái)應用于全球能源互聯(lián)網(wǎng)的主要是電儲能。電儲能技術(shù)主要分為物理儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能)、電化學(xué)儲能(如鉛酸電池、鈉硫電池、液流電池)和電磁儲能(如超導電磁儲能、超級電容器儲能)三大類(lèi)。
幾種典型的儲能技術(shù)
抽水蓄能是利用電力負荷低谷時(shí)的電能抽水至上水庫,在電力負荷高峰期再放水至下水庫的一種儲能技術(shù)。這是目前最成熟的儲能技術(shù),儲能成本較低,已經(jīng)實(shí)現大規模應用。
電化學(xué)儲能是目前最前沿的儲能技術(shù)。近幾年來(lái),鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池儲能等電化學(xué)儲能技術(shù)發(fā)展較快,發(fā)展潛力巨大,如果在電池材料、制造工藝、系統集成及運行維護等方面的成本控制上實(shí)現突破,未來(lái)的發(fā)展前景會(huì )更加廣闊。
超級電容是上世紀七八十年代發(fā)展起來(lái)的,它通過(guò)極化電解質(zhì)儲能的電化學(xué)元件,儲能過(guò)程并不發(fā)生化學(xué)反應。由于儲能過(guò)程可逆,超級電容器可以反復充放電數十萬(wàn)次。但由于儲能容量小,并不適用于電網(wǎng)大規模儲能。
儲能技術(shù)在電力系統各環(huán)節的作用
在發(fā)電環(huán)節,儲能技術(shù)與傳統發(fā)電技術(shù)相配合,能提升清潔能源的并網(wǎng)率。超級電容器、超導電磁儲能、飛輪儲能、鈉硫電池等大型功率型儲能設備可以作為發(fā)電廠(chǎng)的輔助服務(wù)設施,與大規??稍偕茉绰?lián)合運行,可迅速對風(fēng)電、光伏發(fā)電的出力做出反應,起到穩壓、穩流的作用,平抑可再生能源波動(dòng),保障電網(wǎng)安全。
在輸配環(huán)節,儲能技術(shù)可以用在變電站上,起到削峰填谷的作用。抽水蓄能、壓縮空氣儲能等大型、可長(cháng)時(shí)間儲能的設施,能用于大電網(wǎng)調峰。液流電池儲能量大、循環(huán)次數多、壽命長(cháng),可作為電網(wǎng)調峰儲能裝置的補充。目前,這一環(huán)節的應用在美國正變得日益重要。儲能技術(shù)可作為配電網(wǎng)中變電站的技術(shù)升級,使電網(wǎng)延遲更新?lián)Q代,降低成本。
在消費環(huán)節,不論是“電表前”還是“電表后”,儲能技術(shù)都大有可為。就“電表前”而言,在美國東西海岸地區,電網(wǎng)企業(yè)在積極投資建設儲能設施。由于這些地區易受颶風(fēng)影響,儲能設施能讓電網(wǎng)在對抗颶風(fēng)時(shí)更加穩定。在“電表后”,儲能設施能為客戶(hù)提供服務(wù)。在美國部分地區,每天特定時(shí)間內為電動(dòng)車(chē)充電有助于電網(wǎng)調峰。
除加利福尼亞州外,伊利諾伊、紐約、新澤西等州也制定了有效的激勵政策,鼓勵消費者在“電表后”設立儲能或者自發(fā)電設施。隨著(zhù)電池使用壽命延長(cháng)和成本降低,儲能電池可滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)大規模發(fā)展需要。未來(lái),電動(dòng)汽車(chē)儲能電池接入電網(wǎng),通過(guò)合理安排充電時(shí)間,能輔助電網(wǎng)調峰,實(shí)現低谷充電、高峰放電。