1、儲能技術與應用儲能技術與應用 一、能源概況一、能源概況0 05050100100150150200200250250300300太陽能太陽能石油石油天然氣天然氣煤煤鈾鈾世界世界中國中國 能源及環境的可持續發展面臨挑戰能源及環境的可持續發展面臨挑戰石油如何滿足？石油如何滿足？石油如何滿足？石油如何滿足？l 我國石油儲量不足世界的我國石油儲量不足世界的2%2%。l 20072007年我國原油對外依存度達到年我國原油對外依存度達到46.05%46.05%。l 每年新增每年新增10001000萬輛汽車，石油需求新增萬輛汽車，石油需求新增20002000萬噸萬噸左右。左右。l 如何保證？如何保證？CO2

2、大量排放帶來的最直接危害大量排放帶來的最直接危害溫室效應！溫室效應！ 從左圖大氣從左圖大氣CO2濃濃度隨年代的變化及其在度隨年代的變化及其在全球的分布圖可以看出全球的分布圖可以看出： 很明顯，近很明顯，近20年來年來，CO2的濃度上升迅速的濃度上升迅速非常迅速，非常迅速，2021年將接年將接近近550ppm。 而且，主要分布在而且，主要分布在美國和中國所在的北半美國和中國所在的北半球高緯度球高緯度60-80度處。度處。表表3 3 全球各國全球各國CO2CO2排放量比較排行排放量比較排行 在北京、上海等大城市，空氣污染的在北京、上海等大城市，空氣污染的60%來自汽車排放來自汽車排放 二氧化碳的全

3、球排放量中，中國居第二氧化碳的全球排放量中，中國居第二二 資源豐富、利用方便、潔凈無污染資源豐富、利用方便、潔凈無污染Wave Tide（1）太陽能）太陽能n太陽能的轉換和利用方式：太陽能的轉換和利用方式：n光光熱轉換熱轉換n 接收或聚集太陽能使之轉換為熱能，然后用于生產和生活的一些方面，是光一熱轉換即太陽能光熱利用的基本方式。n光光電轉換電轉換n 利用光生伏打效應原理制成的太陽能電池，可將太陽的光能直接轉換成為電能，稱為光一電轉換，即太陽能光電利用。n光光化學轉換化學轉換n 光一化學轉換目前尚處于研究開發階段，這種轉換技術包括半導體電極產生電面電解水產生包、利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲能

4、等內容（2）風能）風能n 風能風能是指太陽輻射造成地球各部分受熱不均勻，引起各地溫差和氣壓不同，導致空氣運動而產生的能量。n 利用風力機可將風能轉換成風能轉換成電能電能、機械能機械能和熱能熱能等。風能利用的主要形式有風力發電、風力提水、風力致熱以及風帆助航等。 風能的缺點：風能的缺點： 在一些地區、風力發電的經濟性不足：在一些地區、風力發電的經濟性不足：許多地區的風力有間歇性，更糟糕的情況是如臺灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風力較少的時間； 必須等待儲能技術發展。（3 3）生物質能）生物質能 生物質能生物質能是蘊藏在生物質中的能量，是綠色是綠色植物通過葉綠宏將太陽能轉化為化學能而貯存在植

5、物通過葉綠宏將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量生物質內部的能量。 有機物中除礦物燃料以外的所有來源于動植物的能源物質均屬于生物質能，通常包括木材及森林廢棄物、農業廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業有機廢棄物等。（4 4）地熱）地熱 地熱資源：地熱資源：是指在當前技術經濟和地質環境條件下，地殼內能夠科學、合理地開發出來的巖石中的熱能量和地熱流體中的熱能量及其伴生的有用組分。 按賦存形式可分：按賦存形式可分： 水熱型水熱型(又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和熱水型)、地壓型地壓型、干熱巖型干熱巖型和巖漿型巖漿型四大類； 按溫度高低可分為：按溫度高低可分為： 高溫型高溫型(150) 中溫型中溫

6、型(90149) 低溫型低溫型(200A； 充放電速度快充放電速度快 循環壽命長循環壽命長 維護簡單維護簡單電池電池+超級電容器：可提供高的電能量和電超級電容器：可提供高的電能量和電功率，滿足電動汽車啟動、加速、爬坡、制功率，滿足電動汽車啟動、加速、爬坡、制動之大功率需求動之大功率需求超級電容器產品的性能超級電容器產品的性能與主要應用領域與主要應用領域成品電容器成品電容器近期目標遠期目標能量密度5Wh/kg15Wh/kg功率密度500w/kg1500w/kg能量(Wh) 500 750重量(kg)10050 美國能源部美國能源部提出的近期和長遠發展目標提出的近期和長遠發展目標 超級電容器研究的

7、幾個方向超級電容器研究的幾個方向進一步提高超級電容器的進一步提高超級電容器的能量密度能量密度和和功率密度功率密度降低降低成本成本, ,特別是降低電極材料的成本特別是降低電極材料的成本 提高電容器的提高電容器的可靠性可靠性，延長，延長循環壽命循環壽命 儲能實例 20212021年，福建安溪移動式儲能電站年，福建安溪移動式儲能電站 （功率為（功率為125125千瓦、容量為千瓦、容量為250250千瓦時）千瓦時） 不同地區均有季節性用電負荷存在，最大負荷不同地區均有季節性用電負荷存在，最大負荷是平時的是平時的1212倍，形成罕見的尖峰負荷，導致局部倍，形成罕見的尖峰負荷，導致局部區域、局部時段出現低

8、電壓現象。區域、局部時段出現低電壓現象。 20212021年底，張北風光儲輸示范工程和深圳年底，張北風光儲輸示范工程和深圳寶清儲能電站項目相繼建成投產。寶清儲能電站項目相繼建成投產。 張北項目配備張北項目配備100MW100MW風電、風電、40MW40MW光伏和光伏和20MW20MW儲能電站。儲能電站。 20212021年，世界最大的年，世界最大的32MW32MW鋰電池風電儲能項目投運鋰電池風電儲能項目投運 AESAES風電和風電和AESAES儲能公司位于西佛吉尼亞州的風電儲能儲能公司位于西佛吉尼亞州的風電儲能項目正式投入運營。項目正式投入運營。 該風電場安裝了該風電場安裝了6161臺臺GEG

9、E產產1.6MW1.6MW風電機組，總裝機容風電機組，總裝機容量量97.6MW97.6MW。儲能電池由。儲能電池由A123A123公司提供，總容量為公司提供，總容量為32MW32MW。 AESAES儲能公司目前在全球擁有儲能公司目前在全球擁有72MW72MW已建及在建的儲能已建及在建的儲能項目，計劃開發的儲能項目總計達項目，計劃開發的儲能項目總計達500MW500MW。 世界上最大規模的世界上最大規模的20MW20MW電網級飛輪儲能項目電網級飛輪儲能項目 世界領先的飛輪儲能體系供給商Beacon電力完成世界上最大的飛輪儲能體系的安裝運營。 這一項目是飛輪儲能利用史上一個里程碑飛輪儲能利用史上一

10、個里程碑。 該體系采世界最先進的碳纖維復合飛輪轉子技術，接收并開釋接收并開釋1MW的電能僅須要的電能僅須要15分鐘分鐘。 此項目獲得美國能源部4300萬美元的資金支撐。 大規模超臨界空氣儲能項目在啟迪鄂爾多斯科技園落地大規模超臨界空氣儲能項目在啟迪鄂爾多斯科技園落地 空氣儲能是一項可解決大規模風電、太陽能等間歇式電源安全可靠并網發電的關進技術，是智能化電網的重要組成部分，也是解決制約風電、太陽能發電發展瓶頸的有效手段。 中國大唐集團新能源股份投資70億元的大型海上風電項目成功落戶濱海。 山東省濰坊市山東省濰坊市濰坊國家高新技術產業開發區的1MJ高溫超導儲能系統高溫超導儲能系統將是世界首套投入到

11、實際電網運行的高溫超導儲能系統。 儲熱即熱能儲存，是能源科學技術中的重儲熱即熱能儲存，是能源科學技術中的重要分支要分支2.2.2.2.4 4 儲熱技術應用實例 智能移動供熱車智能移動供熱車 智能移動供熱設備簡稱移動供熱車，是一種新型的余熱利用與集約化供熱模式，把工業余熱儲存到移動供熱車上，為需要熱能的地方輸送熱能。它主要由：儲熱柜、控制部件及放熱/儲熱管道、載車等部分組成。產品的使用領域為工業生產、采暖、洗浴、洗滌、酒店、賓館等需用分布式能源的場所。 風能熱能儲存風能熱能儲存 風能通過漿葉轉變成機械能，機械能通過發電機轉變成電能，電能通過電熱器轉變成熱能儲存于儲熱材料中。 當需要時可及時供應生

12、產及生活中的熱水、熱風、熱蒸汽。主要用于住宅、別墅、小型辦公區域、邊防哨所、公路收費站等取暖、洗浴及生活熱水，還可應用于石油輸送加熱、瀝青加熱、農牧業采暖等領域。 太陽能熱儲存太陽能熱儲存 太陽能集熱器把所收集到的太陽輻射能轉化成熱能并加熱其中的傳熱介質，經過熱交換器把熱量傳遞給蓄熱器內的蓄熱介質，同時，蓄熱介質在良好的條件下將熱能儲存起來。 當需要時，即利用另一種傳熱介質通過熱交換器把所儲存的熱量提取出來輸送給熱負荷。 電力調峰熱能儲存電力調峰熱能儲存 利用儲能技術積極開發和利用儲能鍋爐和儲能式設備及電熱電器產品，甚至建立靈活機動的中小型儲能熱電站，量大面廣和靈活使用谷期電力，是實現峰谷電價、改善電網負荷平衡和淘汰效率低下機組的切實可行的手段，也是使用廉價而又清潔的電力，改善城市環境的可行辦法，在全國已經全面實行分時記度電價政策時，儲熱