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儲能電池發展趨勢
 儲能電池 2018-08-20 11:25:52

  2015年我國新增儲能項目28個,裝機規模約為37.5MW,較2014年新增項目數量和裝機規模有所減少。隨著儲能電池成本與技術經濟性不斷提高,動力電池在我國得到迅速發展。以下對儲能電池發展趨勢分析。

儲能電池發展趨勢

  儲能電池發展趨勢分析,電池儲能主要是指將太陽能、風能等產生的電力存儲於多種產品中,進而通過電力系統的能量管理,為企業和用戶提供新的電力能源。2018-2023年儲能與電池行業深度分析及「十三五」發展規劃指導報告表明,就鋰電子而言,不是每種儲能領域都適用鋰電池。下圖展示了2000年至2016年,中國儲能裝機量在各個領域的應用份額。

  中國儲能裝機量在各個領域的應用份額(2000-2016)

儲能電池發展趨勢

  目前由於成本、技術、政策等原因,儲能電池市場仍處於導入階段。2017年全球儲能鋰電池出貨量為10.4GWh,同比增長38%。其中中國儲能鋰電池出貨量為3.45GWh,同比增長34%,增長快速。受益於通信領域及能源網際網路應用升級,市場規模將呈上升態勢。預計到2022年儲能產值有望達137億元,較2017年實現2.5倍增長。隨著技術逐漸成熟、成本的逐步下降,儲能市場也將有望成為拉動鋰電池消費的另一增長點。現從六大趨勢來分析儲能電池發展趨勢。

  1、壓縮空氣儲能技術向產業化邁進

  壓縮空氣儲能技術作為目前除抽水蓄能外,容量最大、技術最成熟的儲能技術備受業界關注,國際上接近等溫壓縮空氣儲能技術已取得突破,小型空氣壓縮車處於小規模試用階段。儲能電池發展趨勢分析,中科院工程熱物理研究所已成功研製出國內首台具有自主智慧財產權的1.5MW級超臨界壓縮空氣儲能系統,比傳統壓縮空氣儲能系統效率高10%以上,為我國電網級的儲能應用開闢了發展空間。

  2、液流電池技術取得重大進展

  儲能電池發展趨勢分析,全釩液流電池在關鍵材料、電堆、電池系統設計與集成上都取得了重大進展,產業鏈逐步完善,整體產業已經進入市場化初期階段,在日本、加拿大、美國、澳大利亞等國家已逐步開始取代鉛酸電池。且液流電池技術已經從全釩、鋅溴體系擴展到成本更低、能量密度更高的有機體系和水溶性體系,研究首次證明了碘化鋰—硫(碳)半固液兩相複合新型液流電池的可行性,可大大提高電池容量、安全性和使用壽命。哈佛大學BrianHuskinson研發出一種基於有機分子——苯醌的無金屬液流電池,且已經完成了對醌基電池100次的充放電循環,成本可下降到27美元/(kW·h),幾乎是釩電池的1/3,顯示出良好的經濟與商業前景。液流電池概念車已問世,時速最高可達300km/h以上,續航里程超過800km。

  3、鋰離子電池依然是當前儲能領域研究熱門

  儲能電池發展趨勢分析,電動汽車成為帶動鋰離子電池技術研發的重要因素。當前,對於鋰電池,正極材料磷酸鐵鋰和鎳鈷錳三元材料是研究重點,負極材料納米矽和石墨烯是研究熱點,正負極材料類型越來越多,應用範圍越來越廣。鋰離子電池作為當前電動汽車的主流電池,能量密度尚有待提高。目前電動汽車電池能量密度最高約為170W·h/kg,續航里程最多可達400km。家用鋰電池儲能系統已經商業化。

  4、鋰硫電池是目前最接近產業化的高能量密度電池

  鋰硫電池理論上能量密度超過2700W·h/kg,實際能量密度能達到400~600W·h/kg。目前國外達到商用水平的鋰硫電池能量密度已達到300W·h/kg。儲能電池發展趨勢分析,我國已經研製出能量密度高於600W·h/kg的鋰硫二次電池,處於國際先進水平。鋰—空氣電池、鋁空氣電池、鎂電池等高能量密度電池成為當前攻關重點。

  5、氫燃料電池應用規模逐漸擴大

  儲能電池發展趨勢分析,氫燃料電池依然是燃料電池發展主流方向,相關技術已基本達到產業化要求,且小規模應用於火車、乘用車、自行車、叉車、小型直升機等交通工具。乘用車續航里程達到500~700km,100km能耗僅相當於3.3L汽油。目前部分國家利用化石燃料改質制氫成本跟汽油大致相當。可再生能源制氫、生物制氫和常溫常壓陸路輸氫成為研究重點。

  6、儲熱市場受重視程度逐漸提高

  目前,儲熱技術發展迅速,部分熱儲能技術已經非常成熟,特別是顯熱儲能,但市場規模依然不大,主要是由於熱儲能成本高,社會對熱儲能缺乏足夠重視。據儲能電池發展趨勢估算,儲熱系統可為全球節約30%~40%能源。業界正在研究利用儲熱電池吸收車內熱量或捕存太陽熱能,將熱能轉換為電能,為車廂供熱製冷,降低電動汽車電池成本,預計能提高汽車續航40%以上。

  隨著儲能電池成本與技術經濟性不斷提高,動力電池在我國得到迅速發展。與此同時,動力電池產銷量爆發也意味著其報廢的高峰期即將到來,實現動力電池梯次利用已被企業提上日程。截至2016年年底,全球投運儲能項目累計裝機規模168.7吉瓦,同比增長2.4%。儲能電池發展趨勢分析,其中,電化學儲能的累計裝機位列第三,規模為1769.9兆瓦,同比增長56%。在各類電化學儲能技術中,鋰離子電池的累計裝機占比最大,比重為65%,同比增長89%。

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