儲能技術(shù)原理與常用的儲能方式

儲能技術(shù)原理與常用的儲能方式目錄1.新型儲能是未來三五年的風(fēng)口賽道 22.儲能技術(shù)的原理與特點 43.常用的儲能方式 53.1.物理儲能 53.2.化學(xué)儲能 53.3.超導(dǎo)電磁儲能 64.儲能技術(shù)種類及特點分析 84.1.機械類儲能 84.1.1.抽水蓄能 84.1.2.飛輪儲能 94.1.3.壓縮空氣儲能 94.2.電氣類儲能 4.2.1.超級電容器儲能 4.3.電化學(xué)類儲能 4.3.1.鉛酸電池 4.3.2.鋰離子電池 4.3.3.鈉硫電池 4.3.4.全釩液流電池 4.4.熱儲能 4.4.1.基本原理 4.4.2.缺點 4.4.3.應(yīng)用 4.5.化學(xué)類儲能 4.5.1.基本原理 4.5.2.優(yōu)點 4.5.3.缺點 4.5.4.)應(yīng)用 4.6.各種儲能技術(shù)的性能比較和應(yīng)用選擇 1.新型儲能是未來三五年的風(fēng)口賽道目前A股仿佛陷入了僵局，上下兩難。指數(shù)向下走有政策底，空頭不敢過于激進；向上走難度也很大，因為所有的熱點都無法形成引領(lǐng)級作用，大多是各領(lǐng)風(fēng)騷兩三天。這個時候，我們應(yīng)該潛心研究新優(yōu)質(zhì)賽道的機會，即便目前A股很糾結(jié)，但未來兩三年還是有詩和遠方。為什么要研究新優(yōu)質(zhì)賽道，一個重要原因是，以前老的賽道都因為漲幅過大而處于調(diào)整態(tài)勢，比較典型的是從去年開始調(diào)整的集成電路半導(dǎo)體和大消費板塊，今年以來新能源板塊也在做大的頭部，只有部分上游鋰礦企業(yè)表現(xiàn)略這些板塊曾經(jīng)是市場挖掘出來的高景氣行業(yè)，各路主流資金紛紛駐扎，所以板塊整體的股價和估值也是水漲船高，而現(xiàn)在似乎到了一個籌碼兌現(xiàn)的時比較典型的是集成電路半導(dǎo)體，去年很多龍頭品種業(yè)績好得一塌糊涂，但股價卻絲毫沒有起色，還有以白酒為首的大消費，其實業(yè)績也在穩(wěn)步增長，但股價距離高點已經(jīng)比較遠了。說明白點，都是前期漲幅過大惹的禍，無論是半導(dǎo)體還是大消費，或者新能源，熱門股幾乎都是三五倍的漲幅，很多資金的獲利空間十足。在全球開始收緊流動性的背景下，還有如此大的獲利空間，籌碼獲利兌現(xiàn)現(xiàn)在很多主流資金都在思考一個問題：如何尋找下一個類似集成電路半導(dǎo)體或者新能源的新賽道機會?二是有相當大的市場增量空間，比如芯片。我們每年的進口量達到3500億美元，這個國產(chǎn)替代的空間充滿想象，于是資金三是板塊的包容性好，協(xié)同效應(yīng)不錯，典型如ETC概念中的金溢科技，直接從10多元一口氣漲到近90元。那么,什么板塊能滿足上述條件成為新賽道呢?個人觀點是新型儲能板發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階怎么去理解?新型儲能現(xiàn)在基本上就是“配角”,到2021年我國新型儲能滑不穩(wěn)定的光伏發(fā)電和風(fēng)電，基本上以后戈壁荒漠的套10%到15%的新型儲能，預(yù)計到2025年，新型儲能裝機容量將達到3000萬其次看新型儲能市場的增量空間有多大。前面說了，到2021年累計才裝機400萬千瓦，到2025年也就是三年后要達到3000萬千瓦。比如大力發(fā)展風(fēng)光電的西北地區(qū)就無水可抽，2020年中國新增儲能中，抽水儲能只增長了6%,電化學(xué)儲能增長規(guī)模則達到90%以上，是2019年的2.4倍。這其中，鋰電池又是新型儲能的主力，裝機占比快速提升至89%。如果按目前儲能鋰電池每千瓦1500元的產(chǎn)值計算，到2025年新型儲能市場新增的產(chǎn)值空間有4000億元左右，如果再算到2030年，則新增的市場空間有1.5萬億元左右。注意，這些都是新增，夠不夠吸引人?華為的步伐很大，成立了一個注冊資金30億元的數(shù)字能源子公司，主業(yè)就科信技術(shù)則走的是另一條路，其打造了一個從電池生產(chǎn)，再到網(wǎng)絡(luò)能源工程的全產(chǎn)業(yè)鏈交付，國內(nèi)市場做數(shù)據(jù)中心、5G基站和可以看到，無論是ICT大佬華為，還是鋰電池生產(chǎn)企業(yè)，或者是網(wǎng)絡(luò)能源軍的前期，而且領(lǐng)頭的是華為、寧德時代這有針對性，新增風(fēng)光電都需要10%到15%的新型儲能配套，和當年汽車需要安而整個板塊的股價高不高呢?有高有低，寧德、德賽確實股價較高，但也最大的受益者，在市場空間突然打開的情況下規(guī)模電力儲能技術(shù)的研究和應(yīng)用才剛起步，是一個3.常用的儲能方式時到幾天，其能量轉(zhuǎn)換效率在70%~85%。抽水蓄能電站的建設(shè)周期長且受地形限制，當電站距離用電區(qū)域較遠時輸電損耗較大。壓縮空氣儲能早在1978年就(4)超級電容器是20世紀80年代興起的一種新型儲能器件，由于使用特殊材料制作電極和電解質(zhì)，這種電容器的存儲容量是普通電容器的20~1000倍，各種儲能技術(shù)的發(fā)展程度、系統(tǒng)規(guī)模及應(yīng)用環(huán)節(jié)比較如圖1所示。各種儲能技術(shù)綜合比較如表1所示，表1中UPS為不間斷電源。用電環(huán)節(jié)配電環(huán)節(jié)輸電環(huán)節(jié)發(fā)電環(huán)節(jié)抽水蓄能化學(xué)電池(鉛酸、鎳鎘)飛輪儲能壓縮空氣儲能超導(dǎo)磁儲能超級電容器液流電池微型空氣壓縮儲能氫儲能儲能系統(tǒng)規(guī)模應(yīng)用方向大容量、低成本場地要求特殊、削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、系統(tǒng)備用、黑啟動壓縮空氣大容量、低成本削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相、系統(tǒng)備用、黑啟動飛輪蓄能技術(shù)成熟能量密度較低調(diào)峰、頻率控制、電能質(zhì)量、可靠性、大容量、高密各種應(yīng)用大容量、高密成本高、安全隱患各種應(yīng)用能量密度較低電能質(zhì)量、可靠性、頻率控制、削峰填谷、能量密度較低電能質(zhì)量、輸配電系統(tǒng)穩(wěn)定性、脈沖功率電系統(tǒng)地定性術(shù)。儲能技術(shù)按照儲存介質(zhì)進行分類，可以分為4.1.機械類儲能4.1.1.抽水蓄能標高的水庫，電網(wǎng)峰荷時高標高水庫中的水回流到4.1.1.2.特點屬于大規(guī)模、集中式能量儲存，技術(shù)相當成熟效率一般約為65%~75%,最高可達80%~85%;負荷響應(yīng)速度快(10%負荷變化需10秒鐘),從全停到滿載發(fā)電約5分鐘，從全停到滿載抽水約1分鐘；4.1.1.3.缺點4.1.1.4.應(yīng)用3%左右。截至2012年底，全世界儲能裝置總?cè)萘繛?28GW,其中抽水蓄能為127GW,占99%。截至2012年年底，我國共有抽水蓄能電站34座，其中，投運26座，投運容量2064.5萬千瓦約占全國總裝機容量11.4億千瓦的1.8%。(另在建8座，在建容量894萬千瓦)4.1.2.飛輪儲能4.1.2.3.缺點用作一個不帶蓄電池的UPS,當供電電源故障時，快速轉(zhuǎn)移電源，維持小系統(tǒng)在我國剛剛開始在配電系統(tǒng)中安裝使用。電科院電306醫(yī)院安裝了一套容量為250kVA,磁懸浮軸承的飛輪儲能系統(tǒng)，能運行15壓縮空氣儲能采用空氣作為能量的載體，大型力將空氣壓縮并儲存在一個地下的結(jié)構(gòu)(如地下4.1.3.2.優(yōu)點4.1.3.3.缺點需要再加熱。因此全過程效率較低，通常低于50%。4.1.3.4.應(yīng)用發(fā)電時間=4,2小時連續(xù)運行，啟動過上萬次，啟動可靠率達97%。此外，德26小時，曾因地質(zhì)不穩(wěn)定而發(fā)生過坍塌事故。此外，美國正在建設(shè)幾座大型的近來壓縮空氣儲能的研究和開發(fā)熱度在不斷上升，4.2.1.2.優(yōu)點4.2.1.3.缺點4.2.1.4.應(yīng)用超級電容器儲能開發(fā)已有50多年的歷史，近二十年來技術(shù)進步很快，使它4.2.2.超導(dǎo)儲能4.2.2.2.優(yōu)點4.2.2.3.缺點效率可達80%至90%,性價比高。4.3.1.3.缺點4.3.1.4.應(yīng)用4.3.2.鋰離子電池4.3.2.2.優(yōu)點鋰離子電池的效率可達95%以上；4.3.2.3.缺點有時會因過充電而導(dǎo)致發(fā)熱、燃燒等安全問題4.3.2.4.應(yīng)用用，所以它目前幾乎已成為世界上應(yīng)用最為廣泛4.3.3.鈉硫電池料的貝塔鋁管。電池的運行溫度需保持在300℃以上，以使電極處于熔融狀4.3.3.2.優(yōu)點放電時間可達6至7小時；周期往返效率約為75%;4.3.3.3.缺點4.3.3.4.應(yīng)用用50kW的模塊，可由多個50kW的模塊組成MW級的大容量的電池組件。在日本、德國、法國、美國等地已建有約200多處此類儲能電站，主要用于負荷4.3.4.2.缺點4.4.1.基本原理4.5.化學(xué)類儲能氫。以后可直接用氫作為能量的載體，再將氫與二氧全周期效率較低，制氫效率只有70%左右，而制合成天然氣的效率60-65%,從發(fā)電到用電的全周期效率更低，只有30%-40%;4.5.4.)應(yīng)用聯(lián)產(chǎn)或冷、熱、電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)已成為分布式發(fā)電和微4.6.各種儲能技術(shù)的性能比較和應(yīng)用選擇在實際工程項目中，