“正是由于我們目前還缺乏先進(jìn)的大容量電池儲(chǔ)能技術(shù),大量的風(fēng)電設(shè)施在完成裝機(jī)后無法發(fā)電上網(wǎng)。據(jù)統(tǒng)計(jì),中國風(fēng)力發(fā)電場的平均棄風(fēng)水平是歐洲平均水平的3倍。”上海市工商聯(lián)副主席段祺華日前表示。數(shù)據(jù)顯示,“十二五”規(guī)劃中將新能源列為戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),其中的風(fēng)能發(fā)電規(guī)模將在目前3000萬千瓦、居世界第二的風(fēng)電裝機(jī)容量基礎(chǔ)上,至2015年和2020年,分別達(dá)到9000萬千瓦和1.5億千瓦的風(fēng)電裝機(jī)容量,成為世界第一風(fēng)電大國。為保證全部可再生能源發(fā)出的電力可以被收購上網(wǎng),國家《可再生能源法》以法律的形式規(guī)定了“全額保障性收購制度”,而且國家對可再生能源的上網(wǎng)價(jià)格按照其投資成本進(jìn)行補(bǔ)貼。
值得關(guān)注的是,統(tǒng)計(jì)顯示,我國目前完成的風(fēng)電裝機(jī)總量只有不到20%的比例實(shí)現(xiàn)發(fā)電并網(wǎng)。許多風(fēng)力發(fā)電場經(jīng)常發(fā)生“棄風(fēng)”、“停機(jī)”現(xiàn)象,產(chǎn)生了大量的投資浪費(fèi)。許多業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,缺乏大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是風(fēng)能并網(wǎng)的瓶頸所在,我國應(yīng)該加快相關(guān)技術(shù)的研發(fā),以便更好地服務(wù)于我國的可再生能源發(fā)展。
大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)匱乏
據(jù)了解,風(fēng)能較難實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)的原因在于它是一種“劣質(zhì)”電能。所謂“劣質(zhì)”,是指風(fēng)能固有的隨機(jī)性、間歇性特征決定了其屬于能量密度低、穩(wěn)定差、調(diào)節(jié)能力差的電能,發(fā)電量受天氣及地域的影響較大,若直接將其全部電力并網(wǎng),會(huì)對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行以及電網(wǎng)的供電質(zhì)量造成不利影響。為了解決這一瓶頸問題,國內(nèi)現(xiàn)在采用的方案主要有兩個(gè),一是通過風(fēng)火電混送并網(wǎng);二是使用抽水蓄能,將不穩(wěn)定的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為水能,再用水能發(fā)電。www.lygmys.com
但這兩種方案在實(shí)際運(yùn)作中均有弊端或障礙。段祺華表示,正是基于上述原因,最近幾年日本、美國、歐洲及中東地區(qū)國家正在大力推廣和應(yīng)用先進(jìn)的大容量電池儲(chǔ)能技術(shù),并將該技術(shù)配套于風(fēng)能等可再生能源的并網(wǎng),例如墨西哥和美國南加州正在建設(shè)中的總規(guī)模為1600萬千瓦的風(fēng)電場已經(jīng)開始配套100萬千瓦鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)沒有污染、零碳排放,使用它與風(fēng)電等可再生能源發(fā)電裝置聯(lián)合運(yùn)行,對其進(jìn)行穩(wěn)定干預(yù),可使隨即變化輸出的風(fēng)電轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定輸出的電能,從而實(shí)現(xiàn)風(fēng)能的大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電。“因此,為風(fēng)電等可再生能源配裝合適的大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決我國目前風(fēng)能發(fā)電無法并網(wǎng)的瓶頸問題的最有效途徑。”段祺華認(rèn)為。
國內(nèi)儲(chǔ)能技術(shù)尚不成熟
正是因?yàn)榇笕萘侩姵貎?chǔ)能系統(tǒng)對我國風(fēng)能等可再生能源實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)有著十分重要的作用,目前我國也正在積極研發(fā)各種先進(jìn)的電池儲(chǔ)能技術(shù)(如鈉硫電池、液流電池、鋰電池等)。據(jù)了解,大容量儲(chǔ)能電池一般都是指兆瓦級,目前有兩種技術(shù)路線,上述把電池并聯(lián)做成較大容量,以鋰離子電池技術(shù)為主;另一種是專門開發(fā)大容量電池,國際上主流的技術(shù)是鈉硫電池,目前在國外已經(jīng)有上百座鈉硫電池儲(chǔ)能電站在運(yùn)行,是各種先進(jìn)二次電池中最為成熟和最具潛力的一種。
據(jù)了解,鈉硫電池是美國福特公司于1967年首先發(fā)明公布的,具有許多特色之處:一個(gè)是比能量(即電池單位質(zhì)量或單位體積所具有的有效電能量)高。其理論比能量為760Wh/Kg,實(shí)際已大于100Wh/Kg,是鉛酸電池的3~4倍。如日本東京電力公司和NGK公司合作開發(fā)鈉硫電池作為儲(chǔ)能電池,其應(yīng)用目標(biāo)瞄準(zhǔn)電站負(fù)荷調(diào)平(即起削峰平谷作用,將夜晚多余的電存儲(chǔ)在電池里,到白天用電高峰時(shí)再從電池中釋放出來)、UPS應(yīng)急電源及瞬間補(bǔ)償電源等,并于2002年開始進(jìn)入商品化實(shí)施階段。
近年來,中科院上海硅酸鹽所和上海電力公司合作,自主研發(fā)儲(chǔ)能用鈉硫電池,并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行,在上海世博會(huì)期間對外進(jìn)行了展示和示范。
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