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第二章 储能技术及产业链分析
在2011版白皮书里,我们为大家详细介绍了12种储能技术,这些技术分别归属于物理储能、化学储能以及其他储能三大类,这十二种技术各有特点(技术详细内容见2011版白皮书),分别为抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅酸电池、锂离子电池、液流电池、熔融盐电池、镍氢电池、电化学电容器、燃料电池、金属‐空气电池和超导储能。
一、储能技术比较
由于储能的应用尚处于初期阶段,各类储能技术的发展均未定型,本报告仅从现有的(主要为2000年后到2011年底)全球储能示范或者商用项目中,对各类储能技术进行比较。
从功率等级和放电持续时间上看,抽水蓄能、压缩空气储能、液流电池、钠硫电池均可用在削峰填谷等能量型应用领域。这其中抽水蓄能是昀成熟的技术,钠硫电池是化学电池领域昀成熟的技术。
飞轮储能和锂离子电池的反应速度快,能够提供MW级的瞬时功率输出,可用在电力调频等功率型应用的领域。其中,飞轮储能的功率密度高,尤其适合用在调频等功率型应用领域。
从系统每千瓦时的造价来看,抽水蓄能、压缩空气储能、锌‐空气电池成本较低。尽管近年来其他储能电池的成本都成下降趋势,但在较长的时间内,还很难和抽水蓄能等在造价上形成竞争。另外,从每千瓦造价来看,飞轮储能,超级电容储能、超导储能的成本都不高,但如果从每千瓦时造价来看,竞争力显著下降,因此,这类储能技术从造价上看更适合提供短时功率型应用,并不适合持续时间长的能量型应用领域。先进铅酸电池无论从每千瓦时造价还是每千瓦造价来看,都有一定优势,但该技术尚未成熟,所以并没有得到广泛推广。
从循环寿命看,抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、超级电容器以及超导储能的循环寿命都超过了100000次,非常适合应用于需要频繁充放电的场合,化学储能领域的全钒液流电池也拥有较长的循环寿命。
在应用领域方面,钠硫电池在电网调峰、负荷转移和备用容量(旋转备用等)领域和可再生能源并网领域的应用比例昀高,是化学储能领域较成熟的技术。液流电池在此领域也有一定的应用。锂离子电池技术除在这些领域占一定比例外,在电网频率调节方面的表现较为突出。另外,飞轮储能和先进铅酸电池在调频领域也有应用案例。
二、储能技术初期的产业链
我们选取了四种技术(锂离子、全钒液流电池、压缩空气储能和超级电容)进行产业链分析。无论是在国际市场还是国内市场,这四种技术已经初步形成了产业链,即在上游原材料和产品生产环节较成熟,而在应用和市场环节还有很大的发展和完善空间。
图1:储能产业链简图
表2:具体产业链分析
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