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如今在能源領(lǐng)域中有各種不同類型的儲(chǔ)能技術(shù)，隨著儲(chǔ)能技術(shù)成為全球未來(lái)能源系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，越來(lái)越多的新興儲(chǔ)能技術(shù)正在出現(xiàn)。

隨著用戶對(duì)儲(chǔ)能需求的增長(zhǎng)，并且需求變得更加具體，以及儲(chǔ)能開發(fā)商致力開發(fā)更先進(jìn)的技術(shù)和材料進(jìn)行創(chuàng)新，儲(chǔ)能解決方案的應(yīng)用范圍也隨之增加。

隨著可變風(fēng)能力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電的增長(zhǎng)、電力系統(tǒng)的分散以及提高電網(wǎng)彈性的需求，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用在地理上變得更加廣泛和多樣化。

風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電量取決于天氣，并且可能會(huì)在很短的時(shí)間范圍內(nèi)發(fā)生變化。而可再生能源的發(fā)電時(shí)間可能與電力需求的時(shí)間并不匹配。例如太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施的峰值發(fā)電期間通常在白天，但電力需求峰值期間通常在晚上。

住宅太陽(yáng)能和電動(dòng)汽車的發(fā)展是另一個(gè)挑戰(zhàn)，導(dǎo)致電網(wǎng)中出現(xiàn)雙向電力流動(dòng)，并且需要避免電網(wǎng)的局部擁塞，例如多輛電動(dòng)汽車同時(shí)進(jìn)行充電。在這種情況下，儲(chǔ)能系統(tǒng)可以支持推遲對(duì)電網(wǎng)升級(jí)或改造的投資。

因此需要部署更多的儲(chǔ)能系統(tǒng)。而儲(chǔ)能系統(tǒng)的范圍很廣泛，從對(duì)電網(wǎng)的接近實(shí)時(shí)和日常管理的快速響應(yīng)選項(xiàng)，到滿足不可預(yù)測(cè)的每周變化和供需的季節(jié)性變化而提供的持續(xù)更長(zhǎng)放電時(shí)間的選項(xiàng)。

其關(guān)鍵用例包括諸如電能質(zhì)量管理和負(fù)載平衡等服務(wù)，以及用于電網(wǎng)停電管理的備用電源。

儲(chǔ)能系統(tǒng)的類型基本上可以分為五種：電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能、抽水蓄能、氫儲(chǔ)能。

1、電池

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是最古老、最常見且可廣泛使用的儲(chǔ)能技術(shù)，是一種電化學(xué)技術(shù)。

如今有很多種電池技術(shù)，在便攜式電子設(shè)備和車輛使用的電池是鋰離子電池和鉛酸電池。其他類型的電池還有鎳鎘電池和鈉硫電池，而鋅空氣電池正在興起。

另一類是采用液體電解質(zhì)的液流電池，其中包括釩氧化還原液流電池、鐵鉻液流電池和鋅溴液流電池。

超級(jí)電容器雖然不是電池，但也可以歸類為電化學(xué)技術(shù)。

2、熱儲(chǔ)能

熱儲(chǔ)能本質(zhì)上涉及固體、液體或空氣中的熱量的捕獲和釋放，并可能涉及儲(chǔ)能介質(zhì)狀態(tài)的變化，例如從氣體到液體或從固體到液體，反之亦然。

熱儲(chǔ)能技術(shù)包括熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)和液態(tài)空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)或低溫儲(chǔ)能系統(tǒng)。熔融鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)已在集中式太陽(yáng)能熱發(fā)電的商業(yè)應(yīng)用中嶄露頭角，而一些熱儲(chǔ)能技術(shù)可能會(huì)受到地理方面限制，例如需要大型地下洞穴進(jìn)行儲(chǔ)能。

3、機(jī)械儲(chǔ)能

機(jī)械儲(chǔ)能系統(tǒng)可以說(shuō)是一種原理最簡(jiǎn)單的儲(chǔ)能技術(shù)，它利用旋轉(zhuǎn)重物或重物本身的重力來(lái)存儲(chǔ)能量。其主要選擇是通過(guò)飛輪和壓縮空氣系統(tǒng)進(jìn)行儲(chǔ)能，而重力儲(chǔ)能是一項(xiàng)新興儲(chǔ)能技術(shù)，正在開發(fā)各種應(yīng)用場(chǎng)景。

4、抽水蓄能

基于大型水庫(kù)的抽水蓄能設(shè)施在過(guò)去的100多年中得到了廣泛的應(yīng)用，成為全球最常見的一種電網(wǎng)規(guī)模的儲(chǔ)能形式。

抽水蓄能設(shè)施就是將下游水庫(kù)的水用泵抽到上游水庫(kù).在上游水庫(kù)中蓄水，當(dāng)水釋放到下游水庫(kù)時(shí)，就會(huì)釋放出能量。

5、氫儲(chǔ)能

氫儲(chǔ)能技術(shù)如今正在興起，它將通過(guò)電解技術(shù)將水轉(zhuǎn)化為氫氣。生產(chǎn)的氫氣可以用于運(yùn)輸、工業(yè)或住宅行業(yè)的應(yīng)用，或者為天然氣發(fā)電設(shè)施提供補(bǔ)充或進(jìn)行替代。

選擇最佳的儲(chǔ)能技術(shù)

那么哪一種是最好的儲(chǔ)能技術(shù)？每種不同的儲(chǔ)能技術(shù)都有更適合的應(yīng)用場(chǎng)合，因此在選擇儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)需要考慮這些應(yīng)用場(chǎng)合。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)必須評(píng)估的關(guān)鍵問(wèn)題是充放電曲線以及儲(chǔ)能容量和潛在的可擴(kuò)展性。除了儲(chǔ)能成本之外，在成本效益分析中還需要考慮到電池性能退化開始之前的充放電頻率和預(yù)期壽命。

下圖表明，超級(jí)電容器在亞分鐘級(jí)別的應(yīng)用中是主要的選擇。


鋰離子電池成本已經(jīng)快速下降，而且預(yù)計(jì)在未來(lái)還會(huì)繼續(xù)下降，這使得電池儲(chǔ)能系統(tǒng)成為目前持續(xù)放電時(shí)間最長(zhǎng)需要幾個(gè)小時(shí)以及小型住宅和電動(dòng)汽車應(yīng)用的主要選擇。但隨著要求增加更長(zhǎng)的持續(xù)放電時(shí)間，可供選擇的儲(chǔ)能技術(shù)將轉(zhuǎn)向熱儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能或抽水蓄能技術(shù)，未來(lái)將轉(zhuǎn)向氫氣儲(chǔ)能。

未來(lái)零碳系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)

如今，所有儲(chǔ)能技術(shù)都在進(jìn)行創(chuàng)新，以提高效率和降低成本。例如，石墨烯等新材料以及基于納米級(jí)概念的其他材料為超級(jí)電容器和熱儲(chǔ)能技術(shù)方面提供了新的效率水平。

浮動(dòng)式太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)施等可再生能源的整合有望改善抽水蓄能設(shè)施的價(jià)值和經(jīng)濟(jì)性。其規(guī)模經(jīng)濟(jì)應(yīng)該進(jìn)一步降低成本。

展望2050年的凈零能源系統(tǒng)，國(guó)際機(jī)構(gòu)能源轉(zhuǎn)型委員會(huì)在其規(guī)劃文件中預(yù)計(jì)，其中三種儲(chǔ)能技術(shù)可能贏得更多的成功，盡管不排除其他儲(chǔ)能技術(shù)，其最佳組合將取決于個(gè)別用例、市場(chǎng)和其他情況。

這三種儲(chǔ)能技術(shù)分別是用于短時(shí)儲(chǔ)能的鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的抽水蓄能設(shè)施和氫儲(chǔ)能設(shè)施。

歐盟委員會(huì)指出，到2040年，鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在持續(xù)放電時(shí)間較短的應(yīng)用中起到非常重要作用；而持續(xù)放電時(shí)間短、放電頻率高的飛輪儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)發(fā)揮的作用有限；抽水蓄能設(shè)施適用于16～60個(gè)小時(shí)的長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能應(yīng)用；壓縮空氣的持續(xù)放電時(shí)間時(shí)間更長(zhǎng)，而燃料電池中的氫氣在持續(xù)放電時(shí)間最長(zhǎng)的應(yīng)用將發(fā)揮主要作用。 

原標(biāo)題：不同類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)及其市場(chǎng)機(jī)遇