5月24日,中国化学与物理电源行业协会联合230余家单位共同举办的“第十三届中国国际储能大会”在杭州召开。
开幕式上,中国科学院院士、南方科技大学教授赵天寿表示,我国碳排放的主要来源包括电力、工业、交通和建筑四大领域,其中,电力的排放影响最大,2019年电力碳排放达到了52亿吨,占总排放量的63%。赵天寿指出,要实现碳中和的目标,构建新能源为主导的新型电力系统是一条必由之路,而零碳能源技术的突破则是其中的关键环节,为推动零碳能源的普及应用,长时储能技术作为目前的技术短板,亟需引起重视。
多样化储能系统是完善零碳能源技术应用的基础
演讲中,赵天寿强调了储能系统在新能源电力系统应用中的重要地位,并对现有的多样化储能技术作简要介绍。
数据显示,目前,我国太阳能和风电在电力系统的占比只有11%。要达成我国碳中和目标,到2060年,太阳能和风电的电力占比应达到70%。然而,受限于太阳能和风能目前存在的分散、间歇、不稳定等短板,发电量越高,其弃风弃光量也就越大。为解决能源浪费的问题,储能系统的发展就成为当前阶段工作的重中之重。“储能是新型电力系统的必备单元,在新型电力系统各个环节都会非常重要。”赵天寿这样强调。
赵天寿表示,对于大型的电网级储能系统,要满足储能装置规模化、安全性强、选址简单灵活性、成本低、寿命长、效率高等一系列严苛的要求,更需要不同时长的储能技术,以满足各种场合中的用电需求。
长时储能技术是新型电力系统构建的突破口
据介绍,目前几种储能系统可以分为短时储能与长时储能,其中,我国对于短时储能的技术开发、应用相对成熟,而在长时储能技术方面,则仍有较大缺口。
演讲中,赵天寿介绍了超级电容器、飞轮储能、锂离子电池等短时储能技术。赵天寿指出,受益于电动汽车的发展,锂离子电池在电化学储能领域占据主导地位。然而,锂离子电池同时也有着不可忽视的局限性。除了其本身的安全隐患外,由于锂资源受限,发展可能会遇到“天花板”。赵天寿认为,为了实现“双碳”目标,未来电动汽车的占比必将进一步提高,随之而来的将是锂资源受限,令锂离子电池难以实现较大规模的储能场景应用。
要填补短时储能技术的覆盖盲区,则要依靠抽水蓄能、压缩空气、燃料储能、液流电池等长时储能技术的发展。虽然长时储能技术是多元化的,但各种储能方式也各有“硬伤”,令长时储能技术始终难以大规模普及应用。目前科学界和产业界正致力于对其进行优化和改进。赵天寿重点介绍了液流电池的优化与应用。液流电池作为安全性高、扩展简单、使用寿命长的储能技术,受到了广泛关注。当前,液流电池的循环寿命可达15000转,同时功率密度达到2.75瓦每平方厘米,这意味着目前液流电池在降低成本方面也取得了长足的进步。
“新型电力系统需要大规模、高安全、不同时长的储能技术,长时储能技术是目前我们最需要的,政府、企业、研发人员必须重视长时储能技术的发展。”赵天寿总结道。