全世界最大的储能系统不是Tesla的锂电池储能厂,竟然是…?

绿色带路人的心底话


(图片来源:Russia Travel Blog | All about Russia in English)  

  前一阵子绿学院发布几篇关于电力系统内的储能、电动车用的动力电池及锂电池观点文章,我看了文章下面的网路留言,发现许多人提出类似的问题:「怎么没有写抽蓄水力储能,这可是最大的储能系统哩!」

  网路上的留言是对的,如果把认知地图往外扩,储能本来就不只锂电池,之所以一直谈锂电池,是因为锂电池是目前高手擂台上最具冠军相的选手。

  我们现在即将开始的「储能电池白话文运动」系列文章,会把之前的文章串起来,建构你对各个储能电池选手的基础认知,包括其原理及差异,了解哪种电池在哪些应用场景最能发挥战力,学会用行内的角度看事情,不会再眼花撩乱,一听到国外储能系统多神、多进步,看到什么就想要投资,看到什么就急著创业或代理。

三种储能方式:物理储能、电磁储能、电化学储能

  我们简单复习一下,储能是先将电力转化为其他形式的能量,存放在「储能装置」中,并在需要时释放,在充电与放电的过程中,自然实现了能量的跨时间转移,如同「水库」居中做个「削峰填谷」调节:水多的时候储存起来,水少的时候放出来大家用,这就是储能的角色。

  储能装置有多种方式,我们可以将电能转化为动能、位能和化学能等,对应能量转换方式的不同,目前主要的储能类型分为物理储能、电磁储能、电化学储能。有些分类会拆分成五类甚至更多,我建议不需要花时间纠结在分类上,这种纠结拿来搞学术可以取得相当的成就,但如果你是个创业者或是投资人还这么想,我建议你应该改行。

(请点选表格放大检视)

全世界最大的储能系统是抽蓄水力储能,而且短期来看它的主导地位不会改变

  我们先来理解物理储能。物理储能包括抽蓄水力储能、压缩空气储能和飞轮储能等。抽蓄水力机组除了用来发电,也就是我们平时理解的「水力发电」之外,反向过来也可以做为储能电池,供电力调度之用。网路上的留言说的没错,抽蓄水力储能容量大、储电成本低,可以说是一个天然电池,而且短期来看它的主导地位不会改变。

  但抽蓄水力储能并没有太大的成长潜能,如果你要靠著它创业或是赚大钱恐怕不容易,因为它的建设完全依赖于地理条件,也就是说当地水资源是否足够丰富且稳定供应,这几年开始,新建的水库几乎都面临到生态与环境争议而搁置。2016年以来全球的抽蓄水力机组装机量仅成长0.6%。

  压缩空气储能顾名思义是用空气作为能量的载体,利用电力将空气压缩,储存在废弃矿井、过期油气井或储气井、海底、盐洞等,当需要时再将压缩空气与天然气混合,加热燃烧推动涡轮机发电。虽然运作仍然需要化石燃料,但还算环保,技术特点是输出功率大(MW级);持续时间长,可达数小时;运行寿命长,可循环上万次,寿命可达40年。缺点是受地理结构限制,建设成本高,应用上不易普及。

  最近因为压缩空气储能的研究和开发热度不断上升,科技媒体也有国外的相关新闻报导,绿色产业界有人问我国是否应该放弃高污染的锂电池储能系统,改设置压缩空气储能厂?我的看法是,国内要找到理想的厂址恐怕会是个大问题,即使是设置在海上,根据离岸风力发电的开发经验,也会遇到各式各样社会面向的阻碍,这也就是为什么说应用上不易普及的原因。

  飞轮储能同样顾名思义,是用电力将一个圆柱体用非常快的速度在真空中加速,从而将电能以动能的形式储存起来,再把动能转成电能使用。飞轮储能常用于工业里的不断电系统UPS中,或于电网上进行频率控制和电压控制,技术特点是储能效率高达90%、使用寿命长、环保无污染、使用起来很简单。缺点是能量密度低、保养费用昂贵、性价比差。

  下一篇,我们继续来谈电磁储能和电化学储能技术。

锂电池 储能

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