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主要国家的相关研究
对一个国家和地区的能源决策者来说,需要通过对影响储能技术诸多因素的全面研究,明确储能技术在能源体系中的影响和地位,通过对其知识产权、技术经济性、国家需求、政策保障等方面的分析,对如何发展符合本国条件的储能技术提出思路。
储能研究水平较高的国家主要是日本、美国等发达国家,这些国家已经具备较为完备的储能研发基础,并得到政府的充分重视,因此在路线图研究上也往往比较超前和完善。
日本:早在 2008 年,日本经济贸易产业省就在“凉爽地球-能源技术革新项目”的框架下提出了一个高性能的储能技术路线图。该技术路线图主要集中于能源传输问题,包括高效超导传输技术路线图、高性能电力存储技术路线图、氢能生产、运输与存储技术路线图。
从“日本高效超导传输技术路线图”(图1)中可以看到,到2030 年要实现传输距离由100 米提升至数千米;电压由66 kV增加至275 kV;电流由1kA增加至10 kA ; 低功率由1W/m/phase 降至0.3W/m/phase。关联技术包括:冷冻机技术、系统管理技术、电气绝缘技术、超导发电机(包括风力发电)。
图1:日本高效超导传输技术路线图
从“日本高性能电力存储技术路线图”(图2)中可以看到,到2040 年设备的寿命由10 年延长至20年,费用由40000JPY/(kW˙h)降至15000JPY/(kW˙h)。通过研发新概念电池(如金属空气电池)、加强型锂电池、钠硫电池、氧化还原液流电池、镍金属氢化物电池、加强型镍氢电池、新概念电容器,从而极大地提高性能,减少费用。主要的关联技术包括:住宅能源管理系统、大厦能源管理系统、地方级别的能源管理系统。
图2:日本高性能电力存储技术路线图
“日本氢能生产、运输与存储技术路线图”(图3)中指出,制氢由水解、化石燃料产氢发展到可再生能源制氢和光催化制氢等,可以极大地节约成本。
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