根據能量轉換介質的不同,從技術路線上可以将能量儲(chǔ)存方式分爲:物理儲(chǔ)存、化學儲(chǔ)存、熱儲(chǔ)存、電磁儲(chǔ)存等。因儲(chǔ)能技術的工作原理和成熟度不同,其性能特點、經濟成本和場(chǎng)地要求也會有所不同。
目前,抽水蓄能技術發展較成熟,應用較廣。儲(chǔ)能存儲(chǔ)容量大,綜合效率可達(dá)70%-85%。世界範圍内抽水蓄能裝機容量所占比例較大,約占全球的96%。在總裝機方面,中國排名一位,其次是日本和美國,占全球裝機的50%左右。據國家發改委規劃,到2025年,全國抽水蓄能電站裝機容量将達(dá)到100GW,發展空間巨大。
由於電化學儲能技術相對成熟,應用空間較大,随著(zhe)不斷投入研發和擴大應用範圍,其成本仍有較大下降空間,有可能成爲電力系統儲能技術中較具有發展前景的技術路線。在電化學儲能領域,目前應用較多的有鉛酸電池、鉛炭電池、锂電池和鈉硫電池。電化學儲能相對其它儲能技術而言,在設備流動性、響應速度、能量密度和循環效率等方面更具競争力,現階段的短闆集中在經濟方面。研究與開發水平的提高和規模經濟優勢的顯現,使得電化學儲能成本有瞭(le)很大的持續下降空間。
當前市場上的鉛蓄電池技術主要是以鉛酸電池爲主體,是一種成熟、可靠、成本低的電化學能量儲存方式。但是鉛酸電池能量密度低,循環壽命短,在儲能設備中沒有很大的優勢。鉛碳電池是一種綜合瞭(le)超級電容和鉛酸電池的技術特性的新型電池,鉛炭電池的負極加入活性炭後,能有效防止負極發生硫酸化,延長電池壽命。相對於(yú)鉛酸電池,鉛炭電池能有效地延長電池壽命,提高瞭(le)充放電循環次數,循環次數比鉛酸電池多3倍以上,而成本隻提高約10%,單位使用成本降低,性價比更高。
锂電池在國内應用較廣,在儲能領域的應用逐漸打開。锂電池組的優勢主要在於(yú)高能量密度和充放電效率,在國内的示範工程中,锂電池儲能裝置占據瞭(le)主要規模。锂電池可以在削峰填谷、平滑波動和分布式發電等領域充分發揮其特性。但锂電池的成本明顯高於(yú)鉛電池;所以進一步降低锂電池的成本是推廣锂電池儲能系統的關鍵。
在世界範圍内,鈉硫電池是儲能裝機的主要部件。鈉硫電池能量密度是鉛酸電池的三倍,瞬時功率大,成本比锂電池低20%左右。而鈉硫電池需要在300°C的環境中工作,對安全性的要求更高,适合於(yú)大型電廠(chǎng)的儲能。
液流電池能量密度低,接近鉛酸電池,需要占用較大空間。與此同時,液流電池的生産(chǎn)工藝比較複雜,由於(yú)目前國内和國外的研究與開發規模都比較小,使得液流電池在各種電池中的成本居高不下。今後,若能大幅度降低成本,液流電池在大型可再生能源電廠中的優勢将更爲明顯。
世界範圍内的儲(chǔ)能裝機項目主要分布在亞洲、歐洲和北美,其中中國、日本、印度和韓國占主導(dǎo)地位,歐洲主要有西班牙、德國、意大利、法國,而北美洲主要有美國。世界範圍内的儲(chǔ)能技術中,鈉硫電池的裝機比重較大,锂離子電池和鉛蓄電池分别居第二和第三位。