电池储能系统的装机容量的意义是什么？
来源：宝鄂实业
2019-04-15 13:30
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高效率、低成本的大规模储能技术是推进能源结构转型、降低弃风弃光率、实现电网削峰填谷的关键。传统的液流电池采用储液罐储存电解液，其投资成本高、占地面积大，限制了其容量的提升及在大规模储能方面的应用。盐穴电池储能技术采用盐穴储存电解液，具有安全性高、投资成本低、储量大及技术成熟等优点，容积巨大的盐穴完全可以满足大规模储能装机容量的要求。介绍了盐穴电池储能技术的工作原理，并结合盐穴储液技术的特点提出了盐穴电池储能技术发展的关键因素，最后，针对大规模储能技术发展趋势，探讨了盐穴电池储能技术的发展前景。
随着全球经济的快速发展和传统化石燃料的大量消耗，能源供给、能源安全及环境保护等问题成为社会焦点问题，可再生能源的发展日益成为中国社会和经济可持续发展的重要组成部分，因此，以太阳能和风能为代表的新型清洁能源被大力开发。预计到2020年，中国风能和太阳能发电装机总容量将超过300GW[1]。但是，风能及太阳能等可再生能源的发电过程存在不稳定性、不连续性及不可控性，直接并入电网将对传统电网造成严重冲击，而且，可再生能源大规模集中开发地区自身消纳能力有限，一些地区已经出现非常严重的弃风弃光现象。2016年，中国弃光、弃风、弃水电量分别为70.4亿kWh、497亿kWh、500亿kWh[1]，“三弃”总电量超过1000亿kWh，可再生能源发电的送出与消纳成为制约其发展的主要因素。此外，传统电网还面临着“峰谷差”日益增大、电力资源综合利用率低等亟需解决的问题。大规模储能技术改变了传统电力“即发即用”的状态，从时间和空间上将发电与用电分隔开来，为能源结构转型及传统电网的升级改造提供了有效的技术支撑。大规模储能技术不仅可以有效解决由可再生能源发电的波动性和间歇性引起的电网电压及频率变化问题，实现电力平滑稳定输出，而且可以用于电能质量的改善及电网的“削峰填谷”[2-3]。有资料预测，2050年太阳能利用将占能源总量的50%，而这个愿望的实现需要借助经济可行的大规模储能技术的发展。因此，研究与开发先进的大规模储能技术对于中国未来能源结构转型调整及智能电网、能源互联网的建设具有重要意义。
在种类繁多的储能技术中，电化学储能是目前技术较为成熟并且发展迅速的规模化储能技术[4-5]。电化学储能技术中，氧化还原液流电池以其组装设计灵活、可快速充放电、储能规模大及安全性能高等优势在大规模储能应用方面展现出发展潜力[6]。虽然目前世界范围内已建成大量中小规模(数百千瓦至数兆瓦)的液流电池储能示范系统[7]，但是液流电池的进一步商业化仍面临着转化效率低、电极材料电化学稳定性差、工作电流密度低等问题。除此之外，大规模液流电池储能系统的建设还存在着占地面积较大及成本较高的问题。而高效率、低成本、大规模是未来液流电池储能技术发展的必然趋势，因此，除了要加强对液流电池关键材料(如正负极材料、隔膜、电解液等)及电池反应电堆结构的研究外，还应积极探索其他可以显著降低成本的大规模液流电池储能技术的开发。
因此，本文提出一种基于盐穴储液的盐穴液流电池储能系统，解决了液流电池大容量电解液的储存问题，可大幅度提升电池储能系统的装机容量，缩减占地面积，降低成本。因此，利用天然存在的巨大体积的盐穴替代储液罐，建造大容量低成本的盐穴储能液流电池，具有广阔的商业应用前景。
随着全球经济的快速发展和传统化石燃料的大量消耗，能源供给、能源安全及环境保护等问题成为社会焦点问题，可再生能源的发展日益成为中国社会和经济可持续发展的重要组成部分，因此，以太阳能和风能为代表的新型清洁能源被大力开发。预计到2020年，中国风能和太阳能发电装机总容量将超过300GW[1]。但是，风能及太阳能等可再生能源的发电过程存在不稳定性、不连续性及不可控性，直接并入电网将对传统电网造成严重冲击，而且，可再生能源大规模集中开发地区自身消纳能力有限，一些地区已经出现非常严重的弃风弃光现象。2016年，中国弃光、弃风、弃水电量分别为70.4亿kWh、497亿kWh、500亿kWh[1]，“三弃”总电量超过1000亿kWh，可再生能源发电的送出与消纳成为制约其发展的主要因素。此外，传统电网还面临着“峰谷差”日益增大、电力资源综合利用率低等亟需解决的问题。大规模储能技术改变了传统电力“即发即用”的状态，从时间和空间上将发电与用电分隔开来，为能源结构转型及传统电网的升级改造提供了有效的技术支撑。大规模储能技术不仅可以有效解决由可再生能源发电的波动性和间歇性引起的电网电压及频率变化问题，实现电力平滑稳定输出，而且可以用于电能质量的改善及电网的“削峰填谷”[2-3]。有资料预测，2050年太阳能利用将占能源总量的50%，而这个愿望的实现需要借助经济可行的大规模储能技术的发展。因此，研究与开发先进的大规模储能技术对于中国未来能源结构转型调整及智能电网、能源互联网的建设具有重要意义。
在种类繁多的储能技术中，电化学储能是目前技术较为成熟并且发展迅速的规模化储能技术[4-5]。电化学储能技术中，氧化还原液流电池以其组装设计灵活、可快速充放电、储能规模大及安全性能高等优势在大规模储能应用方面展现出发展潜力[6]。虽然目前世界范围内已建成大量中小规模(数百千瓦至数兆瓦)的液流电池储能示范系统[7]，但是液流电池的进一步商业化仍面临着转化效率低、电极材料电化学稳定性差、工作电流密度低等问题。除此之外，大规模液流电池储能系统的建设还存在着占地面积较大及成本较高的问题。而高效率、低成本、大规模是未来液流电池储能技术发展的必然趋势，因此，除了要加强对液流电池关键材料(如正负极材料、隔膜、电解液等)及电池反应电堆结构的研究外，还应积极探索其他可以显著降低成本的大规模液流电池储能技术的开发。
因此，本文提出一种基于盐穴储液的盐穴液流电池储能系统，解决了液流电池大容量电解液的储存问题，可大幅度提升电池储能系统的装机容量，缩减占地面积，降低成本。因此，利用天然存在的巨大体积的盐穴替代储液罐，建造大容量低成本的盐穴储能液流电池，具有广阔的商业应用前景。
