电网侧储能技术选型:抽蓄VS锂电池VS液流电池

文章来源:CNESA 时间:2022-03-21点击量:309

抽水蓄能,液流电池,锂电池三种储能技术将成为电网侧储能的主要提供者。

抽水蓄能在目前全球电网规模化储能中占据着主导地位,但它并不是一个完美的储能方式。

抽蓄的优势在于,它的其中一部分可以充当战略性储能,并且水资源很廉价,储能电价低于或接近于电网批发电价,在海拔较高处储存的水蒸发也较慢,保持大量储存的水作为事故备用也是相当容易的。抽水蓄能的生命周期也很长,水坝可以维持超过100年的寿命,水轮机也可以维持几十年的寿命,相关设备的更换也是相当容易的。

抽蓄的缺点在于地理位置的限制、小规模储能不适合、施工时间较长。作者的观点是,抽蓄将主要用于24小时以上到数月的储能,而不是单日内储能。

锂离子电池,但锂离子电池在电网规模上有很大的局限性。最大的问题是,由于它们的特性,能量和功率是紧密耦合的。这极大地限制了其经济价值,使其不适合长时储能。目前,它们主要提供白天4小时储能,将太阳能转移到傍晚高峰时段,并用于辅助服务。它们完全适合这个用途,但不太可能用于超过8小时的储能。

锂离子电池的寿命相对有限。虽然电动汽车锂离子电池的循环寿命已经超出了许多人的预期,但在10年左右的时间里,它们仍将出现显著的退化。它们的寿命主要和与充放电循环次数有关,每天的使用意味着,在10年寿命之内,它们可能就需要完全替换。

人们对锂离子电池对环境影响的担忧正在减少,但它们仍然存在。锂电回收是一个正在增长的行业,与大多数电子设备中的微型电池相比,电动汽车和电网规模的锂电回收在经济上是值得的。目前对于锂原材料开采的担忧仍未消除,但这种担忧也在逐渐减少,并可能为油气开采地区和工人提供一个替代行业。

作者的预测是,锂离子电池将在早期部署时领先于液流电池,但随着液流电池技术的成熟,作为电网侧储能的选择,锂离子电池将逐渐减少。

液流电池很容易被想象为一个很大的化学容器,由很多单体电池作为储能单元,在单体电池的两个电极之间有很薄的隔膜,离子从其中穿过,实现不同能量的化学物质之间的转化,从而存储和释放电能。

这个方法有很多优点。首先,它将功率和能量分离。把储液罐变大,就会有更多的能量。在液罐之间设置更多的单体电池,就有更大的功率。第二,它几乎和锂离子电池一样容易部署。

液流电池每MWh的成本也正趋向于与锂离子电池相同级别。广泛的地理兼容性、可扩展性和短的建设周期、合理的成本、功率和能量的独立设计,以及利用特定活性物质进行长时储能的巨大潜力,这些都意味着该技术及其变体在未来与锂离子电池和抽水蓄能技术相比具有竞争力。抽水蓄能原理的简单和耐用性是很难被打败的,但是在很多地方氧化还原流电池将打败它是单日内的储能。