儲(chǔ)能技術(shù)儲(chǔ)能材料新能源材料鋰電池儲(chǔ)能

1、儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用 一、能源概況一、能源概況0 05050100100150150200200250250300300太陽(yáng)能太陽(yáng)能石油石油天然氣天然氣煤煤鈾鈾世界世界中國(guó)中國(guó) 能源及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)能源及環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展面臨挑戰(zhàn)石油如何滿足？石油如何滿足？石油如何滿足？石油如何滿足？l 我國(guó)石油儲(chǔ)量不足世界的我國(guó)石油儲(chǔ)量不足世界的2%2%。l 20072007年我國(guó)原油對(duì)外依存度達(dá)到年我國(guó)原油對(duì)外依存度達(dá)到46.05%46.05%。l 每年新增每年新增10001000萬(wàn)輛汽車，石油需求新增萬(wàn)輛汽車，石油需求新增20002000萬(wàn)噸萬(wàn)噸左右。左右。l 如何保證？如何保證？CO2

2、大量排放帶來(lái)的最直接危害大量排放帶來(lái)的最直接危害溫室效應(yīng)！溫室效應(yīng)！ 從左圖大氣從左圖大氣CO2濃濃度隨年代的變化及其在度隨年代的變化及其在全球的分布圖可以看出全球的分布圖可以看出： 很明顯，近很明顯，近20年來(lái)年來(lái)，CO2的濃度上升迅速的濃度上升迅速非常迅速，非常迅速，2010年將接年將接近近550ppm。 而且，主要分布在而且，主要分布在美國(guó)和中國(guó)美國(guó)和中國(guó)所在的所在的北半北半球球高緯度高緯度60-80度處度處。表表3 3 全球各國(guó)全球各國(guó)CO2CO2排放量比較排行排放量比較排行 在北京、上海等大城市，空氣污染的在北京、上海等大城市，空氣污染的60%來(lái)自汽車排放來(lái)自汽車排放 二氧化碳的全球

3、排放量中，中國(guó)居第二氧化碳的全球排放量中，中國(guó)居第二二 資源豐富、利用方便、潔凈無(wú)污染資源豐富、利用方便、潔凈無(wú)污染W(wǎng)ave Tide（1）太陽(yáng)能）太陽(yáng)能n太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換和利用方式：太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)換和利用方式：n光光熱轉(zhuǎn)換熱轉(zhuǎn)換n 接收或聚集太陽(yáng)能使之轉(zhuǎn)換為熱能，然后用于生產(chǎn)和生活的一些方面，是光一熱轉(zhuǎn)換即太陽(yáng)能光熱利用的基本方式。n光光電轉(zhuǎn)換電轉(zhuǎn)換n 利用光生伏打效應(yīng)原理制成的太陽(yáng)能電池，可將太陽(yáng)的光能直接轉(zhuǎn)換成為電能，稱為光一電轉(zhuǎn)換，即太陽(yáng)能光電利用。n光光化學(xué)轉(zhuǎn)換化學(xué)轉(zhuǎn)換n 光一化學(xué)轉(zhuǎn)換目前尚處于研究開發(fā)階段，這種轉(zhuǎn)換技術(shù)包括半導(dǎo)體電極產(chǎn)生電面電解水產(chǎn)生包、利用氫氧化鈣或金屬氫化物熱分解儲(chǔ)能等

4、內(nèi)容（2）風(fēng)能）風(fēng)能n 風(fēng)能風(fēng)能是指太陽(yáng)輻射造成地球各部分受熱不均勻，引起各地溫差和氣壓不同，導(dǎo)致空氣運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的能量。n 利用風(fēng)力機(jī)可將風(fēng)能轉(zhuǎn)換成風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電能電能、機(jī)械能機(jī)械能和熱能熱能等。風(fēng)能利用的主要形式有風(fēng)力發(fā)電、風(fēng)力提水、風(fēng)力致熱以及風(fēng)帆助航等。 風(fēng)能的缺點(diǎn)：風(fēng)能的缺點(diǎn)： 在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足：在一些地區(qū)、風(fēng)力發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性不足：許多地區(qū)的風(fēng)力有間歇性，更糟糕的情況是如臺(tái)灣等地在電力需求較高的夏季及白日、是風(fēng)力較少的時(shí)間； 必須等待儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展。（3 3）生物質(zhì)能）生物質(zhì)能 生物質(zhì)能生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色是綠色植物通過(guò)葉綠宏將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在植物

5、通過(guò)葉綠宏將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量生物質(zhì)內(nèi)部的能量。 有機(jī)物中除礦物燃料以外的所有來(lái)源于動(dòng)植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能，通常包括木材及森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物等。（4 4）地?zé)幔┑責(zé)?地?zé)豳Y源：地?zé)豳Y源：是指在當(dāng)前技術(shù)經(jīng)濟(jì)和地質(zhì)環(huán)境條件下，地殼內(nèi)能夠科學(xué)、合理地開發(fā)出來(lái)的巖石中的熱能量和地?zé)崃黧w中的熱能量及其伴生的有用組分。 按賦存形式可分：按賦存形式可分： 水熱型水熱型(又分為干蒸汽型、濕蒸汽型和熱水型)、地壓型地壓型、干熱巖型干熱巖型和巖漿型巖漿型四大類； 按溫度高低可分為：按溫度高低可分為： 高溫型高溫型(150) 中溫型中溫型

6、(90149) 低溫型低溫型(200A； 充放電速度快充放電速度快 循環(huán)壽命長(zhǎng)循環(huán)壽命長(zhǎng) 維護(hù)簡(jiǎn)單維護(hù)簡(jiǎn)單電池電池+超級(jí)電容器：可提供高的電能量和電超級(jí)電容器：可提供高的電能量和電功率，滿足電動(dòng)汽車啟動(dòng)、加速、爬坡、制功率，滿足電動(dòng)汽車啟動(dòng)、加速、爬坡、制動(dòng)之大功率需求動(dòng)之大功率需求超級(jí)電容器產(chǎn)品的性能超級(jí)電容器產(chǎn)品的性能與主要應(yīng)用領(lǐng)域與主要應(yīng)用領(lǐng)域成品電容器成品電容器近期目標(biāo)遠(yuǎn)期目標(biāo)能量密度5Wh/kg15Wh/kg功率密度500w/kg1500w/kg能量(Wh) 500 750重量(kg)10050 美國(guó)能源部美國(guó)能源部提出的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)提出的近期和長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo) 超級(jí)電容器研究的幾

7、個(gè)方向超級(jí)電容器研究的幾個(gè)方向進(jìn)一步提高超級(jí)電容器的進(jìn)一步提高超級(jí)電容器的能量密度能量密度和和功率密度功率密度降低降低成本成本, ,特別是降低電極材料的成本特別是降低電極材料的成本 提高電容器的提高電容器的可靠性可靠性，延長(zhǎng)，延長(zhǎng)循環(huán)壽命循環(huán)壽命 儲(chǔ)能實(shí)例 20122012年，福建安溪移動(dòng)式儲(chǔ)能電站年，福建安溪移動(dòng)式儲(chǔ)能電站 （功率為125千瓦、容量為250千瓦時(shí)） 不同地區(qū)均有季節(jié)性用電負(fù)荷存在，最大負(fù)荷是平時(shí)的12倍，形成罕見的尖峰負(fù)荷，導(dǎo)致局部區(qū)域、局部時(shí)段出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象。 20112011年底，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程年底，張北風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程和深圳寶清儲(chǔ)能電站項(xiàng)目相繼建成投產(chǎn)。 張北項(xiàng)目

8、配備100MW風(fēng)電、40MW光伏和20MW儲(chǔ)能電站。 20112011年，世界最大的年，世界最大的32MW32MW鋰電池風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn)鋰電池風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目投運(yùn) AES風(fēng)電和AES儲(chǔ)能公司位于西佛吉尼亞州的風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目正式投入運(yùn)營(yíng)。 該風(fēng)電場(chǎng)安裝了61臺(tái)GE產(chǎn)1.6MW風(fēng)電機(jī)組，總裝機(jī)總裝機(jī)容量容量97.6MW。儲(chǔ)能電池由A123公司提供，總?cè)萘繛?2MW。 AES儲(chǔ)能公司目前在全球擁有72MW已建及在建的儲(chǔ)能項(xiàng)目，計(jì)劃開發(fā)的儲(chǔ)能項(xiàng)目總計(jì)達(dá)500MW。 世界上最大規(guī)模的世界上最大規(guī)模的20MW20MW電網(wǎng)級(jí)飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目電網(wǎng)級(jí)飛輪儲(chǔ)能項(xiàng)目 世界領(lǐng)先的飛輪儲(chǔ)能體系供給商Beacon電力完成世界上最大

9、的飛輪儲(chǔ)能體系的安裝運(yùn)營(yíng)。 這一項(xiàng)目是飛輪儲(chǔ)能利用史上一個(gè)里程碑飛輪儲(chǔ)能利用史上一個(gè)里程碑。 該體系采世界最先進(jìn)的碳纖維復(fù)合飛輪轉(zhuǎn)子技術(shù)，接收并開釋接收并開釋1MW的電能僅須要的電能僅須要15分鐘分鐘。 此項(xiàng)目獲得美國(guó)能源部4300萬(wàn)美元的資金支撐。 大規(guī)模超臨界空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目在啟迪鄂爾多斯科技園落地大規(guī)模超臨界空氣儲(chǔ)能項(xiàng)目在啟迪鄂爾多斯科技園落地 空氣儲(chǔ)能是一項(xiàng)可解決大規(guī)模風(fēng)電、太陽(yáng)能等間歇式電源安全可靠并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)進(jìn)技術(shù)，是智能化電網(wǎng)的重要組成部分，也是解決制約風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展瓶頸的有效手段。 中國(guó)大唐集團(tuán)新能源股份有限公司投中國(guó)大唐集團(tuán)新能源股份有限公司投資資70億元的億元的大型海上風(fēng)

10、電項(xiàng)目大型海上風(fēng)電項(xiàng)目成功落戶成功落戶濱海。濱海。 山東省濰坊市山東省濰坊市濰坊國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)的1MJ高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)將是世界首套投入到實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行的高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)。 儲(chǔ)熱即熱能儲(chǔ)存，是能源科學(xué)技術(shù)中的重儲(chǔ)熱即熱能儲(chǔ)存，是能源科學(xué)技術(shù)中的重要分支要分支2.2.2.2.4 4 儲(chǔ)熱技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 智能移動(dòng)供熱車智能移動(dòng)供熱車 智能移動(dòng)供熱設(shè)備簡(jiǎn)稱移動(dòng)供熱車，是一種新型的余熱利用與集約化供熱模式，把工業(yè)余熱儲(chǔ)存到移動(dòng)供熱車上，為需要熱能的地方輸送熱能。它主要由：儲(chǔ)熱柜、控制部件及放熱/儲(chǔ)熱管道、載車等部分組成。產(chǎn)品的使用領(lǐng)域?yàn)楣I(yè)生產(chǎn)、采暖、洗浴、洗滌、酒店、賓館等需用分布

11、式能源的場(chǎng)所。 風(fēng)能熱能儲(chǔ)存風(fēng)能熱能儲(chǔ)存 風(fēng)能通過(guò)漿葉轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，機(jī)械能通過(guò)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)變成電能，電能通過(guò)電熱器轉(zhuǎn)變成熱能儲(chǔ)存于儲(chǔ)熱材料中。 當(dāng)需要時(shí)可及時(shí)供應(yīng)生產(chǎn)及生活中的熱水、熱風(fēng)、熱蒸汽。主要用于住宅、別墅、小型辦公區(qū)域、邊防哨所、公路收費(fèi)站等取暖、洗浴及生活熱水，還可應(yīng)用于石油輸送加熱、瀝青加熱、農(nóng)牧業(yè)采暖等領(lǐng)域。 太陽(yáng)能熱儲(chǔ)存太陽(yáng)能熱儲(chǔ)存 太陽(yáng)能集熱器把所收集到的太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)化成熱能并加熱其中的傳熱介質(zhì)，經(jīng)過(guò)熱交換器把熱量傳遞給蓄熱器內(nèi)的蓄熱介質(zhì)，同時(shí)，蓄熱介質(zhì)在良好的條件下將熱能儲(chǔ)存起來(lái)。 當(dāng)需要時(shí)，即利用另一種傳熱介質(zhì)通過(guò)熱交換器把所儲(chǔ)存的熱量提取出來(lái)輸送給熱負(fù)荷。 電力調(diào)峰熱能儲(chǔ)存電力調(diào)峰熱能儲(chǔ)存 利用儲(chǔ)能技術(shù)積極開發(fā)和利用儲(chǔ)能鍋爐和儲(chǔ)能式設(shè)備及電熱電器產(chǎn)品，甚至建立靈活機(jī)動(dòng)的中小型儲(chǔ)能熱電站，量大面廣和靈活使用谷期電力，是實(shí)現(xiàn)峰谷電價(jià)、改善電網(wǎng)負(fù)荷平衡和淘汰效率低下機(jī)組的切實(shí)可行的手段，也是使用廉價(jià)而又清潔的電力，改善城市環(huán)境的可行辦法，在全國(guó)已經(jīng)全面實(shí)行分時(shí)記度電價(jià)政策時(shí)，儲(chǔ)熱技術(shù)便成為工業(yè)和民用的