手機、筆(bǐ)記本電腦和汽車(chē)上電池是必不可少的部件,而且現在電力存儲已經無處不在。對電力的需求電氣化以及發電快速脫碳的要求使儲能成爲能源轉換的關鍵一步。
如今,與能源轉型相關的全球年總儲能需求已接近200 GWh,其中超過四分之三的新增容量被用於(yú)交通領域,即衆所周知的電動汽車産(chǎn)業。
可持續發展場(chǎng)景(SDS)中,預計到2040年将擴大電池和其他存儲(chǔ)技術的應用範圍和應用範圍:近1000萬 GWh蓄電量将滿足多個行業的電力需求。
那這麽大的存儲(chǔ)量從(cóng)何而來呢?趕緊跟德晉新能源一起看看。
1、電動汽車(chē)的電池和儲(chǔ)能
從(cóng)理論上說,電力儲(chǔ)存可以與任何能源服務結合,而運輸交通部門的電氣化則特别依賴電池技術的發展。
盡管現在上路的電動車(chē)隻占到瞭(le)車(chē)輛總數的1%,但電動車(chē)充電電池将成爲SDS方案中較大的單一電力需求來源。據估計,到2050年,這一比例将達到全球總需求的5%。爲在 SDS方案中實現大規模運輸電氣化,到2040年,乘用車(chē)和商用輕型車(chē)輛需要的電池數量将增加100倍,重型車(chē)輛需要的電池數量将增加14倍。與此同時,由於(yú)電池成本降低,性能提高,電池的平均尺寸增大,電動車(chē)的裏程數和性能也相應提高。
下面的數據可能會(huì)讓你更加直觀(guān):
電動車(chē)電池的單位成本自2010年以來已經下降瞭(le)85%;
輕量化客車(chē)和商用車(chē)的平均電池容量比2018年增加瞭(le)20%;
電(diàn)池的平均尺寸增加瞭(le)30%。
2、電(diàn)池和儲(chǔ)能在固定應用中的作用
世界範圍内的電力儲存總量不足200 GWh,其中抽水蓄能(PSH)發電占90%以上,而電池則不到3%。但PSH技術的發展受制於(yú)場(chǎng)地位置、施工周期等因素。與此相反,電池在固定儲能應用上以指數增長。
锂電池占據瞭(le)所有可用電池的主要市場地位,除瞭(le)PSH之外,其他新能源存儲設備90%是採(cǎi)用锂離子技術,而飛輪和超級電容等短期技術不到2%。
由於(yú)市場、産品和服務多樣化,用電不均将給現有電網帶來更大沖擊。這就要求電力系統具有較強的靈活性和可調性。當供用電雙方存在著(zhe)不確定和不穩定的用電變化時,用電方需要能夠根據供用電雙方的調度及時響應進行調整,以維持電力供需平衡。根據SDS的方案,電池儲(chǔ)能已經成爲這一靈活性的主要提供者,容量将從(cóng)2019年的6 GW增至2040年的550 GW。除此之外,由於(yú)電池模塊化、交貨期短、應用廣等優點,使其具有很大的發展潛力,預計2040年電池的存儲(chǔ)容量将超過PSH。
3、電(diàn)池和儲(chǔ)能在能源轉換中的其它作用
由於(yú)各國使用可再生能源發電的比例增加,靈活性需求轉向較長時期(幾天或幾周)。目前,除瞭(le)锂離子電池外,其他電池技術也受到瞭(le)越來越多的關注,比如适用於(yú)長時間供電的鈉硫電池,以及更易於(yú)儲存能量的液流電池。
按照SDS的設想,到2030年,全球電動車電池可儲存16,000 GWh的能量,大約是目前儲存能力的100倍。在适當的時候,這些漫遊電池進入電網後,可以通過智能充放電提高電網的靈活性,使其能夠容納較高比例的可變(biàn)可再生能源,並(bìng)減少對上遊發電和網絡基礎設施的需求。
當電網可再生能源的比例較高或總需求較低時,鼓勵充電将是管理電動車充電模式的關鍵。如果不採(cǎi)取相應的管理措施,到2030年,主要電動車市場(chǎng)(中國、歐盟和美國)的夜間高峰平均需求可能上升至4-10%。
在現代社會中,人們越來越依賴於(yú)可靠的電力供應,而電動汽車和固定式儲能市場的發展将使電池在未來更爲重要,如果電池儲能技術能得到突破,能源變(biàn)革計劃就會有質的飛躍。