“太陽能轉(zhuǎn)換電能是永不枯竭的清潔能源，但太陽能發(fā)的電無法恒定，必需有儲(chǔ)能裝置配套運(yùn)行。”中國工程院院士楊裕生在2018中國“光伏+儲(chǔ)能”技術(shù)融合創(chuàng)新應(yīng)用大會(huì)上指出，儲(chǔ)能電池是微電網(wǎng)不可缺少的部件，而我國現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)其實(shí)已可勝任其責(zé)。
安全為儲(chǔ)能重中之重
現(xiàn)有化學(xué)儲(chǔ)能電池能效高，機(jī)動(dòng)靈活，規(guī)模可大可小，技術(shù)進(jìn)步也相對(duì)較快，但它的缺點(diǎn)也顯而易見。楊裕生在會(huì)上多方位、多角度提出了化學(xué)儲(chǔ)能電池的技術(shù)評(píng)價(jià)要素，他指出，只有對(duì)其提出要求和規(guī)范才能夠良性競(jìng)爭并應(yīng)用于光伏電站。
他將大規(guī)模儲(chǔ)能電池要求的十大性能分為三個(gè)層次：第一位重要的是高安全性;第二位的要求是高轉(zhuǎn)換效率、長循環(huán)壽命、價(jià)格低廉、使用方便，這與產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)效益息息相關(guān);第三位的要求是資源豐富、環(huán)境友好、可耐寒熱、高比能量、高比功率。只有滿足這些要素，才能促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步，使“光伏+儲(chǔ)能”的成本降下來。
楊裕生表示，安全性是儲(chǔ)能電池技術(shù)評(píng)價(jià)的第一要素。化學(xué)儲(chǔ)能電池燃燒、起火現(xiàn)象不斷，會(huì)給光伏電站帶來極大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響了當(dāng)今化學(xué)儲(chǔ)能市場(chǎng)的發(fā)展。
“絕對(duì)安全的電池是沒有的，各種電池都可能發(fā)生燃燒、爆炸事故。”楊裕生指出，首先用戶要承認(rèn)電池組像汽油箱那樣，是一種含高能物質(zhì)的部件，有危險(xiǎn)性的本質(zhì)。
其次，要將使用電池作為使用易燃、易爆物品和高電壓器件一樣對(duì)待。最后，要認(rèn)真研究降低電池事故概率的措施，各種電池的安全性差別很大，要適當(dāng)對(duì)待。
鉛炭電池大量用于儲(chǔ)能電站
“經(jīng)濟(jì)效益是儲(chǔ)能電池第二要素，蓄電的直接經(jīng)濟(jì)效益從初投資、充放深度與運(yùn)營成本等多項(xiàng)指數(shù)按照公式計(jì)算可以得出，壽命越長、成本越低、能效越高的電池經(jīng)濟(jì)效益越高。”楊裕生介紹說，在現(xiàn)有化學(xué)儲(chǔ)能電池中，擁有安全、廉價(jià)、成熟產(chǎn)品的鉛炭電池大量應(yīng)用于我國大型“光伏+儲(chǔ)能”電站中。
鉛炭電池因其壽命長，如今已在儲(chǔ)能電站中大量使用。相比其他類型的電池來說，鉛炭電池具有安全、環(huán)境友好、比功率較高、資源循環(huán)利用、循環(huán)壽命較長、能量轉(zhuǎn)換效率較高等特點(diǎn)。雖然比能量不及鋰離子電池，而且造價(jià)不低，但廢電池的價(jià)值較高，可以在一定程度上補(bǔ)償電池本身的價(jià)格。
反觀鋰離子電池，雖然能量高、效率高、功率高，而且循環(huán)壽命也相對(duì)較長，但其安全性不容忽視。
鋰離子電池中的電解液是用易燃的溶劑配制而成，正、負(fù)電極上的氧化劑和還原劑只隔一層約20微米厚的隔膜;電池組運(yùn)行(或停放)時(shí)，當(dāng)某一節(jié)電池達(dá)到一定溫度，氧化劑和還原劑均易與電解液發(fā)生大量生熱的化學(xué)反應(yīng)———熱失控。
熱失控極易引起連鎖反應(yīng)，在大規(guī)模儲(chǔ)能中一旦發(fā)生，后果將不堪設(shè)想。所以若是應(yīng)用鋰離子電池儲(chǔ)能，則必須采取嚴(yán)格的安全技術(shù)措施和管理制度。
“光伏+儲(chǔ)能”應(yīng)用新格局
如今分布式光伏市場(chǎng)火爆，戶用光伏占據(jù)了光伏市場(chǎng)的半壁江山。針對(duì)此現(xiàn)狀，楊裕生表示，應(yīng)大力發(fā)展小型光伏發(fā)電。他指出，小型“光伏+儲(chǔ)能”應(yīng)用系統(tǒng)，項(xiàng)目不必集中于西北，而是應(yīng)該建在用戶身旁，這樣可以免去遠(yuǎn)距離輸電線路和線路損耗，在其中建設(shè)風(fēng)電—光伏—儲(chǔ)能微電網(wǎng)，還可與大電網(wǎng)進(jìn)行互補(bǔ)。而在居民區(qū)，除了利用屋頂，還可以利用墻面發(fā)展戶用光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)。
另外，楊裕生呼吁，加大新水系儲(chǔ)能電池研究的投入。他指出，專項(xiàng)發(fā)展有機(jī)電池、鋅錳系電池等規(guī)模蓄電專用水系電池，這或許有助于制定正確的“光伏+儲(chǔ)能”發(fā)展路線，擺脫現(xiàn)在“摸著石頭過河”的窘境。
他建議，“光伏+儲(chǔ)能”應(yīng)用系統(tǒng)應(yīng)該加緊演示，以切實(shí)驗(yàn)證其擁有的經(jīng)濟(jì)效益。只要相關(guān)政策合理，既能促進(jìn)又不過度，便可以進(jìn)入良性發(fā)展循環(huán)。另外，對(duì)于各種技術(shù)路線不要存在偏見，使各家各展其所長，才能使市場(chǎng)良性競(jìng)爭、百花齊放。
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