5月24日,中国化学与物理电源行业协会联合230余家单位共同举办的“第十三届中国国际储能大会”在杭州召开。在开幕式上,中国科学院院士、南方科技大学碳中和能源研究院院长赵天寿表示,我国的碳排放主要来自电力、工业、交通和建筑四大领域,其中,电力的排放影响最大,2019年电力碳排放达到了52亿吨,占总排放量的63%。赵天寿指出,要实现碳中和的目标,构建以新能源为主导的新型电力系统是一条必由之路,而储能是新型电力系统的关键环节,目前仍有较大的技术缺口,尤其是长时储能,亟须引起重视。
在演讲中,赵天寿强调了储能系统在新能源电力系统应用中的重要地位,并对现有的储能技术作了简要介绍。
数据显示,目前,我国光伏和风机的发电量在总发电量中的占比只有11%。要达到碳中和目标,到2060年,光伏和风机的发电量占比应达到70%。然而,受限于太阳能和风能分散、间歇、不稳定的固有缺陷,其发电量越高,弃风弃光量也就越大。为解决能源浪费的问题,储能系统的发展就成为当前阶段工作的重中之重。“储能是新型电力系统的必备单元,在新型电力系统各个环节都非常重要。”赵天寿强调。
赵天寿表示,构建新型电力系统,需要规模化、高安全、选址灵活、低成本、长寿命的储能技术,更需要不同时长的储能技术,以满足各种场合中的用电需求。
据介绍,目前储能系统可以分为中短时储能与长时储能,其中,我国对于中短时储能的技术开发、应用相对成熟,而在长时储能技术方面,则仍有较大缺口。
在演讲中,赵天寿介绍了超级电容器、飞轮储能、锂离子电池等中短时储能技术。他指出,受益于电动汽车的推广,锂离子电池储能技术快速发展,目前在电化学储能领域占据主导地位。然而,锂离子电池发展面临的问题也需要引起重视,一方面,其安全风险仍然较大,未来需要注重更安全的技术的开发,如固态电池;另一方面,锂电池面临锂资源限制,未来应注重锂资源的回收和新型电池的开发。
要填补中短时储能技术的覆盖盲区,则要依靠抽水蓄能、压缩空气、燃料储能、液流电池等长时储能技术的发展。虽然长时储能技术是多元化的,但各种储能方式也各有局限性,令长时储能技术仍然难以大规模普及应用。未来学术界与产业界应该加大在长时储能领域的投入,补足缺口。赵天寿重点介绍了液流电池发展现状与技术最新进展。他指出,液流电池作为本征安全、规模灵活、使用寿命长的储能技术,受到了广泛关注,目前主要面临成本高的挑战。提高液流电池功率密度、延长使用寿命是突破液流电池商业化应用瓶颈的主要途径。赵天寿团队开发的液流电池功率密度达到2.75瓦每平方厘米,循环寿命可达15000圈,这意味着目前液流电池在降低成本方面也取得了长足的进步。
“新型电力系统需要大规模、高安全、不同时长的储能技术,长时储能技术是目前我们最需要的,政府、企业、研发人员要重视长时储能技术的发展。”赵天寿总结道。