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儲(chǔ)能正在經(jīng)歷快速轉(zhuǎn)型，目前行業(yè)內(nèi)正在進(jìn)行研究，以開發(fā)更加高效、持久的解決方案。它是制造業(yè)、服務(wù)業(yè)、可再生能源和便攜式電子行業(yè)的關(guān)鍵組成部分。目前，儲(chǔ)能行業(yè)正致力于提高能源消耗能力，以確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。從廣義上講，儲(chǔ)能解決方案的趨勢(shì)可以分為三個(gè)方向：

從傳統(tǒng)的鋰離子電池轉(zhuǎn)向具有更高穩(wěn)定性、密度和使用壽命的創(chuàng)新的電池化學(xué)材料；

開發(fā)高效存儲(chǔ)間歇性可再生能源的儲(chǔ)能解決方案，并擴(kuò)大規(guī)模，為大型地理區(qū)域供電；

從集中式儲(chǔ)能過渡到更靈活、更便攜的分布式儲(chǔ)能。


1、更先進(jìn)的鋰離子電池

鋰離子電池具有便攜性、快速充電、低維護(hù)成本和多功能性等優(yōu)點(diǎn)。然而，它們極為易燃，對(duì)高溫敏感，需要過度充電或完全放電保護(hù)，并且易老化。此外，開采用于電池制造的材料對(duì)環(huán)境有著巨大的影響。

因此，相關(guān)公司正在對(duì)鋰離子電池進(jìn)行改造，以提高其性能和使用壽命。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，鋰聚合物、鋰空氣、鈦酸鋰和鋰硫等更輕、能量密度高的材料取代了傳統(tǒng)的鋰鈷電極。此外，一些初創(chuàng)公司使用回收的廢舊電池來生產(chǎn)電極，以推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)。

綠色鋰離子公司推進(jìn)鋰電池回收

Green Li-ion是一家新加坡公司，通過回收的鋰離子電池來生產(chǎn)電池陰極。這家公司的模塊化加工廠使用共沉淀濕法冶金技術(shù)，而傳統(tǒng)工藝則使用浸出法。這種方法可以提高純度，同時(shí)減少再生陰極的生產(chǎn)時(shí)間。電池制造商利用這種解決方案使得回收電池時(shí)無需分揀。

Echion Technologies公司生產(chǎn)鋰離子陽極材料

總部位于英國的公司Echion Technologies生產(chǎn)用于超快速充電的鋰離子電池陽極材料。這家公司的陽極材料使用了專有的混合氧化鈮（XNO）技術(shù)，包括設(shè)計(jì)擴(kuò)散鋰離子的微晶，這樣就可以快速充電，而無需使用納米粉末。由于其具有高能量密度，這些陽極的應(yīng)用范圍從消費(fèi)電子產(chǎn)品到電動(dòng)汽車行業(yè)。


2、鋰替代品

鋰電池不環(huán)保，且很難跟上對(duì)鋰日益增長的需求，這就鼓勵(lì)相關(guān)公司尋找可替代的電池材料，為下一代電池存儲(chǔ)提供動(dòng)力。例如，考慮到鋅的豐富供應(yīng)、固有的穩(wěn)定性和低毒性，鋅-空氣電池是鋰電池的可行替代品。

另一種有效的替代方案是鈉硫電池。這些電池具有更長的壽命、更長的充電/放電循環(huán)、高能量密度，并且由相對(duì)便宜的材料制成。其他一些有前景的電池化學(xué)材料包括鋁離子電池、鎂離子電池、鎳鋅電池和硅基電池。

Offgrid能源實(shí)驗(yàn)室開發(fā)鋅基電池技術(shù)

印度公司Offgrid Energy Labs開發(fā)了ZincGel，這是一種專有的電池技術(shù)。它使用高導(dǎo)電性的鋅電解質(zhì)和碳基陰極。鋅電解質(zhì)可以自修復(fù)，溫度穩(wěn)定，且不會(huì)蒸發(fā)，從而保證更長的使用壽命。此外，無副反應(yīng)和無氣體析出確保了高庫侖和往返效率。電動(dòng)汽車制造商利用這項(xiàng)技術(shù)作為鋰離子電池的安全、環(huán)保、不易燃和可持續(xù)的替代品。

Altris公司制造納電池陰極

Altris是一家瑞典公司，生產(chǎn)用于鈉離子電池的陰極材料Fennac。這家公司使用獲得專利的低溫和壓力合成技術(shù)生產(chǎn)Fennac。它在不犧牲性能的情況下，為合金和硬碳等其他電極材料提供了一種低成本、可持續(xù)的替代品。電池生產(chǎn)公司將此解決方案應(yīng)用于現(xiàn)有的生產(chǎn)線中。除此之外，此技術(shù)還可應(yīng)用于光致變色窗等應(yīng)用中。



3、短期響應(yīng)儲(chǔ)能裝置

超級(jí)電容器、飛輪和超導(dǎo)磁存儲(chǔ)器等設(shè)備已經(jīng)存在了很長時(shí)間。目前的電池技術(shù)利用其潛力，可在較短的時(shí)間內(nèi)提供高功率密度。盡管放電速度很快，但它們?cè)谙到y(tǒng)擾動(dòng)、負(fù)載變化和線路切換等瞬態(tài)期間提高了電網(wǎng)的質(zhì)量和可靠性。

它們還可以防止電網(wǎng)因電壓不穩(wěn)定而崩潰。此外，一些公司將SDES（短時(shí)儲(chǔ)能）集成到燃料電池應(yīng)用中，以改善電動(dòng)汽車的充放電循環(huán)。許多城市也將其儲(chǔ)能系統(tǒng)與SDES相結(jié)合，使得整體儲(chǔ)能和充電周期得以改善。

EEXION公司制造超級(jí)電容器

以色列初創(chuàng)公司EEXION使用超級(jí)電容器實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能。這家初創(chuàng)公司的專有產(chǎn)品Energize-N’-Go是一種化學(xué)電池，與可充電電池相比，它使用純碳材料實(shí)現(xiàn)更快的充電?？苫厥招院蛶缀鯚o限次的充放電循環(huán)使其適用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

GODI公司生產(chǎn)混合電容器

GODI是一家印度初創(chuàng)公司，生產(chǎn)由生物廢物衍生的混合電容器材料。這家初創(chuàng)公司的電容器結(jié)合了活性炭和石墨烯，可提供快速充電所需的短期峰值功率。該解決方案從電池級(jí)擴(kuò)展到模塊級(jí)，可應(yīng)用于汽車、可再生能源和再生制動(dòng)。



4、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)

盡管可再生能源技術(shù)比以往任何時(shí)候都更加高效和經(jīng)濟(jì)，但它們?cè)诒举|(zhì)上是高度間歇性的。因此，他們需要互補(bǔ)的解決方案來填補(bǔ)可用性缺口。長期儲(chǔ)能解決方案確?？稍偕茉闯^了傳統(tǒng)能源，在發(fā)電廠擴(kuò)張中占據(jù)主導(dǎo)地位。

隨著越來越多的清潔能源接入電網(wǎng)，電力基礎(chǔ)設(shè)施變得更適合應(yīng)對(duì)不斷變化的需求。中斷的風(fēng)險(xiǎn)也大大降低。此外，大規(guī)模可再生能源存儲(chǔ)提高了能源系統(tǒng)整體的彈性，加速了清潔能源轉(zhuǎn)型。

Albion技術(shù)公司提供智能電池儲(chǔ)能系統(tǒng)

總部位于英國的初創(chuàng)公司Albion Technologies生產(chǎn)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BESS），為可再生能源供應(yīng)商、開發(fā)商和電網(wǎng)運(yùn)營商提供服務(wù)。這家初創(chuàng)公司的產(chǎn)品Smart BESS是一個(gè)集裝箱化系統(tǒng)，可延長電池壽命，并提供超過90%的可用能源。該解決方案非常靈活，幾乎可以部署在任何地方，并與其他單元集成，以滿足不同的電源和能源需求。

智能BESS配備了所有必要的組件，如電池、逆變器、暖通空調(diào)、消防和輔助系統(tǒng)。它符合G99英國國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，能夠儲(chǔ)存可再生能源等清潔能源，從而減少二氧化碳排放和石油消耗。

Genista Energy公司設(shè)計(jì)磷酸鐵鋰電池

Genista Energy是一家總部位于英國的公司，其設(shè)計(jì)了一種基于磷酸鐵鋰的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。它由一個(gè)裝有多個(gè)電池串的大容器組成。這家公司將幾個(gè)這樣的容器互連起來，以獲得一個(gè)可擴(kuò)展的系統(tǒng)，以便在遠(yuǎn)程位置提供電力。Genista Energy為工業(yè)和商業(yè)建筑提供電力，同時(shí)提供可再生能源管理和柴油發(fā)電機(jī)的替代品。


5、高級(jí)熱能存儲(chǔ)

季節(jié)性和短期的儲(chǔ)熱是以經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的方式改善可再生資源發(fā)電中電網(wǎng)負(fù)荷平衡的重要手段。熱能存儲(chǔ)的過程包括向存儲(chǔ)系統(tǒng)提供熱量，以供以后取出和使用。按照慣例，供暖公司將熱水或冷水儲(chǔ)存在隔熱水箱中，以便在需求增加時(shí)使用，以應(yīng)對(duì)區(qū)域供暖和區(qū)域制冷的高峰。

然而，幾年來的發(fā)展展現(xiàn)出新的趨勢(shì)——使用新的介質(zhì)，如熔鹽、共晶和相變材料來儲(chǔ)存熱能。熱能儲(chǔ)存最常見的是應(yīng)用在太陽能熱系統(tǒng)中。它克服了可再生能源間歇性的弊端，使人們能夠在夜間獲得儲(chǔ)存的太陽能。

HeatVentors公司提供相變材料（PCM）儲(chǔ)熱

匈牙利初創(chuàng)公司HeatVentors生產(chǎn)基于相變材料的熱能存儲(chǔ)系統(tǒng)。這家初創(chuàng)公司的產(chǎn)品HeatTank利用相變材料的熔化和凝固來儲(chǔ)存熱能。使用這些PCM還可以通過平衡冷卻和加熱系統(tǒng)的效率來節(jié)省空間、能源和成本。提供供暖、通風(fēng)和空調(diào)（HVAC）系統(tǒng)的公司利用此項(xiàng)解決方案來提高穩(wěn)定性和峰值性能管理。

Cowa Thermal Solutions公司生產(chǎn)膠囊式加熱罐

Cowa Thermal Solutions是一家瑞士公司，生產(chǎn)用于熱能儲(chǔ)存的膠囊式儲(chǔ)熱罐。這家公司的解決方案BOOSTER CAPSULES利用天然鹽作為原料。與沒有容量或穩(wěn)定性損失的普通儲(chǔ)水罐相比，裝有膠囊的儲(chǔ)水罐的儲(chǔ)存容量是普通儲(chǔ)水罐的三倍。因此，加熱罐變得能量密集并且較少依賴于主電源。分布式能源行業(yè)將該解決方案與光伏（PV）系統(tǒng)相結(jié)合，以提供連續(xù)供暖。


6、增強(qiáng)型氧化還原液流電池

氧化還原液流電池用作燃料電池或可充電電池。它們由兩個(gè)相互連接的槽組成，槽中都裝有電解質(zhì)液體和帶相反電荷的電極，離子通過隔膜從一個(gè)槽傳遞到另一個(gè)槽。氧化還原液流電池的使用壽命比鋰電池更長，因?yàn)殡娏鲝囊粋€(gè)槽到另一個(gè)槽不會(huì)降解隔膜。

此外，由于其靈活的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和易于擴(kuò)展性，它們?yōu)榭稍偕茉吹墓檬聵I(yè)規(guī)模的集成提供了巨大的潛力。該領(lǐng)域的進(jìn)展集中在開發(fā)具有成本效益并提供更高能量密度的新型氧化還原化學(xué)材料上。

XL電池公司提供基于鹽水的流動(dòng)電池

美國初創(chuàng)公司XL Batteries提供基于鹽水的無腐蝕液流電池。這家初創(chuàng)公司使用來自廉價(jià)工業(yè)原料的有機(jī)分子將電荷儲(chǔ)存在電池中。由于溶解的電荷存儲(chǔ)分子在充電和放電過程中流過單獨(dú)堆疊中的電極，因此獨(dú)立尺寸成為可能。與釩液流電池相比，溫和的基于鹽水的化學(xué)材料也使電池的價(jià)格更加低廉。公用事業(yè)行業(yè)利用這項(xiàng)技術(shù)作為昂貴的鋰離子電池的替代品。

StorEn Technologies公司開發(fā)釩液流電池

StorEn Technologies是一家總部位于美國的初創(chuàng)公司，致力于開發(fā)釩液流電池技術(shù)。釩的特性允許生產(chǎn)只有一個(gè)電活性元件而不是兩個(gè)電活性元件的電池，從而消除了金屬交叉污染。它們克服了鋰電池的衰減和容量損失問題。StorEn Technologies的電池適用于電信鐵塔電池，這些電池從電網(wǎng)和離網(wǎng)位置的可再生能源中獲取電力。


7、分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)

能源生產(chǎn)和存儲(chǔ)系統(tǒng)傳統(tǒng)上遵循集中式架構(gòu)。這增加了高能源需求時(shí)的電網(wǎng)故障風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)擾亂能源供應(yīng)鏈。另一方面，分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)通過允許單個(gè)設(shè)施就地生產(chǎn)能源并根據(jù)個(gè)性化需求存儲(chǔ)能源來應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。

能源生產(chǎn)商也可以將多余的能源出售給電網(wǎng)。電動(dòng)汽車、微電網(wǎng)和虛擬電廠（VPP）等分布式儲(chǔ)能解決方案避免了煤炭、石油和天然氣發(fā)電的擴(kuò)張。此外，它們通過集成屋頂太陽能電池板和小型風(fēng)力渦輪機(jī)等本地儲(chǔ)能解決方案，使人們更加依賴可再生能源。

MET3R公司推進(jìn)車輛到電網(wǎng)（V2G）管理

比利時(shí)初創(chuàng)企業(yè)MET3R的業(yè)務(wù)是協(xié)助V2G管理。這家初創(chuàng)公司的平臺(tái)ZenCharge、ZenSite和ZenGrid利用人工智能（AI）來優(yōu)化車輛充電，并減少充電站點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的影響。此外，它們還提供了與電動(dòng)汽車充電相關(guān)的負(fù)載管理方面的見解。能源分銷公司利用MET3R公司的平臺(tái)來監(jiān)控低壓網(wǎng)絡(luò)上分布式能源（DER）的狀態(tài)。

卡里特公司提供虛擬電廠業(yè)務(wù)

澳大利亞公司Karit提供虛擬電廠業(yè)務(wù)。這家公司將多個(gè)分布式能源,如發(fā)電和存儲(chǔ)系統(tǒng)合并為一個(gè)VPP。通過整合分布式能源資產(chǎn)，能源零售商確保向客戶高效供電，同時(shí)將剩余能源轉(zhuǎn)移到電力交易市場(chǎng)中。能源零售商和多站點(diǎn)組織使用VPP實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性能源存儲(chǔ)和管理。


8、固態(tài)電池

傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)是高度易燃的，并且在極端溫度下具有低電荷保持率和低效率。為了應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，固態(tài)電池用促進(jìn)離子遷移的固體化合物取代了易燃的液體電解質(zhì)。相關(guān)企業(yè)現(xiàn)在使用具有高離子導(dǎo)電性的電解質(zhì)，如聚合物和有機(jī)化合物。

此外，固體電解質(zhì)支持在電池制造中使用高壓高容量材料，這樣可以實(shí)現(xiàn)更高的能量密度、便攜性和使用壽命。由于固態(tài)電池具有更大的功率重量比，因此也是電動(dòng)汽車的理想選擇。

固態(tài)電池（SSB）公司生產(chǎn)聚合物基固態(tài)電解質(zhì)

SSB Incorporated是一家總部位于美國的初創(chuàng)公司，生產(chǎn)聚合物基固態(tài)電解質(zhì)材料。這家初創(chuàng)公司的固體電解質(zhì)結(jié)合了聚合物和離子材料，以提高離子遷移率。與傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)相比，這種材料具有高能量密度，同時(shí)提高了電化學(xué)和熱穩(wěn)定性。固態(tài)隔膜允許將這些電解質(zhì)封裝到鋰電池中，也可以用于車輛或飛機(jī)等大型應(yīng)用中。

Theion公司生產(chǎn)固態(tài)晶體硫電池

Theion是一家德國初創(chuàng)公司，主要生產(chǎn)固態(tài)晶體硫電池。這家初創(chuàng)公司使用直接晶體壓?。―Ci）從熔融硫中開發(fā)晶圓。其專有的固態(tài)聚合物電解質(zhì)在這些晶片的空隙中工作，而鋰金屬箔充當(dāng)陽極。

與傳統(tǒng)電池相比，該解決方案的優(yōu)勢(shì)包括循環(huán)壽命長、充電快、電池成本低和安全性高。Theion的技術(shù)可用于從智能手機(jī)、電腦電池到汽車和飛機(jī)儲(chǔ)能的各種解決方案。


9、儲(chǔ)氫

氫在所有化學(xué)燃料中表現(xiàn)出最高的單位質(zhì)量熱值，同時(shí)還具有可再生性和環(huán)保性。它以氣體或液體的形式進(jìn)行儲(chǔ)存。作為氣體儲(chǔ)存通常需要高壓罐，而液體儲(chǔ)存則需要低溫。

為了經(jīng)濟(jì)地儲(chǔ)存氫氣，相關(guān)公司正在設(shè)計(jì)創(chuàng)新的工藝和儲(chǔ)罐。就儲(chǔ)存類型而言，最近的趨勢(shì)表明，正在轉(zhuǎn)向在固態(tài)表面和通過化學(xué)反應(yīng)來吸附氫。儲(chǔ)氫的應(yīng)用范圍從用作汽車的清潔燃料到用于建筑物的便攜式電源。

GRZ Technologies公司生產(chǎn)固態(tài)氫電池

瑞士初創(chuàng)公司GRZ Technologies生產(chǎn)固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)。這家公司將氫以原子的形式儲(chǔ)存在金屬結(jié)構(gòu)中。這確保了更大的安全性，同時(shí)提供了高體積密度和更長的使用壽命。在運(yùn)輸行業(yè)中，標(biāo)準(zhǔn)化的堆棧能夠?yàn)楂@得固定和便攜式的電源提供理想的存儲(chǔ)容量。

Hydrogen First公司設(shè)計(jì)復(fù)合氫氣壓力容器

Hydrogen First是一家波蘭初創(chuàng)公司，設(shè)計(jì)復(fù)合氫壓力容器。這種扁平的容器具有等張力體形狀，其厚度上有加強(qiáng)螺柱，以儲(chǔ)存壓縮的氫氣。這種設(shè)計(jì)有助于減少碳纖維，從而降低儲(chǔ)氫的重量和成本。這些扁平復(fù)合材料容器在航空航天和汽車工業(yè)中用于儲(chǔ)存氣態(tài)、液化、超臨界或低溫形式的氫氣。


10、儲(chǔ)能即服務(wù)

安裝儲(chǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施需要一定的安裝成本，而長期所有權(quán)會(huì)導(dǎo)致資本鎖定和資產(chǎn)擱淺。儲(chǔ)能即服務(wù)使企業(yè)能夠以零資產(chǎn)投資和低實(shí)施成本獲得可靠的電力供應(yīng)。

當(dāng)市場(chǎng)條件發(fā)生變化時(shí)，這種方法也提供了最大的靈活性。此外，儲(chǔ)能服務(wù)有助于公用事業(yè)公司進(jìn)行擁堵管理、季節(jié)性高峰需求管理和解決電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施故障。此外，電網(wǎng)連接薄弱或沒有電網(wǎng)連接的偏遠(yuǎn)地區(qū)的消費(fèi)者也受益于電網(wǎng)靈活性和效率的提高。

Hybrid Greentech公司簡(jiǎn)化了儲(chǔ)能管理

丹麥初創(chuàng)公司Hybrid Greentech提供基于AI的儲(chǔ)能管理平臺(tái)HERA。它結(jié)合了長期優(yōu)化模型和短期機(jī)器學(xué)習(xí)模型來決定儲(chǔ)能資產(chǎn)的最佳運(yùn)行。

這樣就能夠在早期概念開發(fā)中就進(jìn)行詳細(xì)的運(yùn)營費(fèi)用（OPEX）建模，以確保最佳的投資決策。混合動(dòng)力發(fā)電廠、微電網(wǎng)和電動(dòng)汽車公司等各種行業(yè)都利用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行先進(jìn)的儲(chǔ)能分析。

Renon印度公司制造智能電池管理系統(tǒng)（BMS）

Renon India是一家印度初創(chuàng)公司，開發(fā)智能電池管理系統(tǒng)ARK。它通過電壓測(cè)量和溫度傳感對(duì)電池進(jìn)行被動(dòng)平衡。這確保了電池組的功能安全性、效率和性能。ARK系統(tǒng)適用于商業(yè)和工業(yè)應(yīng)用中存儲(chǔ)太陽能的電池。


原標(biāo)題：2024年儲(chǔ)能趨勢(shì)洞察！