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储能技术与应用储能技术与应用2024/6/27 周四周四一、能源概况一、能源概况一一.能源概况能源概况1.1 1.1 化石能源现状化石能源现状1 1.2.2 新能源新能源1 1.3 3 储能的基本概念储能的基本概念1.1 1.1 化石能源现状化石能源现状0 05050100100150150200200250250300300太阳能太阳能石油石油天然气天然气煤煤铀铀世界世界中国中国我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较我国各种能源探明储量（以储采比表示）与世界比较 摘自摘自摘自摘自“光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战光伏技术和产业发展战略国际研讨会：机遇与挑战”论文集论文集论文集论文集 20042004年年年年4 4月月月月8 8日，日，日，日，北京北京北京北京 P8P8 能源及环境的可持续发展面临挑战能源及环境的可持续发展面临挑战石油如何满足？石油如何满足？石油如何满足？石油如何满足？l我国石油储量不足世界的我国石油储量不足世界的2%2%。l20072007年我国原油对外依存度达到年我国原油对外依存度达到46.05%46.05%。l每年新增每年新增10001000万辆汽车，石油需求新增万辆汽车，石油需求新增20002000万吨万吨左右。左右。l如何保证？如何保证？CO2大量排放带来的最直接危害大量排放带来的最直接危害温室效应！温室效应！从从左左图图大大气气CO2浓浓度度随随年年代代的的变变化化及及其其在在全球的分布图可以看出：全球的分布图可以看出：很很明明显显，近近20年年来来，CO2的的浓浓度度上上升升迅迅速速非非常常迅迅速速，2010年年将将接接近近550ppm。而而且且，主主要要分分布布在在美美国国和和中中国国所所在在的的北北半半球球高纬度高纬度60-80度处度处。表表3 3 全球各国全球各国CO2CO2排放量比较排行排放量比较排行 在北京、上海等大城市，空气污染的在北京、上海等大城市，空气污染的60%来自汽车排放来自汽车排放 二氧化碳的全球排放量中，中国居第二二氧化碳的全球排放量中，中国居第二 1.2 新能源新能源新能源新能源新能源新能源广义上来说，有广义上来说，有广义上来说，有广义上来说，有别于传统依靠矿别于传统依靠矿别于传统依靠矿别于传统依靠矿物质原料燃烧的物质原料燃烧的物质原料燃烧的物质原料燃烧的能源都称之为新能源都称之为新能源都称之为新能源都称之为新能源。能源。能源。能源。太阳能太阳能太阳能太阳能风能风能风能风能生物质能生物质能生物质能生物质能核能核能核能核能地热、潮汐地热、潮汐地热、潮汐地热、潮汐能能能能资源丰富、利用方便、洁净无污染资源丰富、利用方便、洁净无污染Wave Tide122024/6/27 周四（1）太阳能）太阳能n太阳能的转换和利用方式：太阳能的转换和利用方式：n光光热转换热转换n 接收或聚集太阳能使之转换为热能，然后用于生产和生活的一些方面，是光一热转换即太阳能光热利用的基本方式。n光光电转换电转换n 利用光生伏打效应原理制成的太阳能电池，可将太阳的光能直接转换成为电能，称为光一电转换，即太阳能光电利用。n光光化学转换化学转换n 光一化学转换目前尚处于研究开发阶段，这种转换技术包括半导体电极产生电面电解水产生包、利用氢氧化钙或金属氢化物热分解储能等内容132024/6/27 周四（2）风能）风能n 风能风能是指太阳辐射造成地球各部分受热不均匀，引起各地温差和气压不同，导致空气运动而产生的能量。n 利用风力机可将风能转换成风能转换成电能电能、机械能机械能和热能热能等。风能利用的主要形式有风力发电、风力提水、风力致热以及风帆助航等。142024/6/27 周四风能的缺点：风能的缺点：在一些地区、风力发电的经济性不足：在一些地区、风力发电的经济性不足：许多地区的风力有间歇性，更糟糕的情况是如台湾等地在电力需求较高的夏季及白日、是风力较少的时间；必须等待储能技术发展。（3 3）生物质能）生物质能 生物质能生物质能是蕴藏在生物质中的能量，是绿色植是绿色植物通过叶绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在生物通过叶绿宏将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量物质内部的能量。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物等。（4 4）地热）地热地热资源：地热资源：是指在当前技术经济和地质环境条件下，地壳内能够科学、合理地开发出来的岩石中的热能量和地热流体中的热能量及其伴生的有用组分。按赋存形式可分：按赋存形式可分：水热型水热型(又分为干蒸汽型、湿蒸汽型和热水型)、地压型地压型、干热岩型干热岩型和岩浆型岩浆型四大类；按温度高低可分为：按温度高低可分为：高温型高温型(150)中温型中温型(90149)低温型低温型(200A；充放电速度快充放电速度快 循环寿命长循环寿命长 维护简单维护简单电池电池+超级电容器：可提供高的电能量和电超级电容器：可提供高的电能量和电功率，满足电动汽车启动、加速、爬坡、制功率，满足电动汽车启动、加速、爬坡、制动之大功率需求动之大功率需求超级电容器产品的性能超级电容器产品的性能与主要应用领域与主要应用领域成品电容器成品电容器近期目标远期目标能量密度5Wh/kg15Wh/kg功率密度500w/kg1500w/kg能量(Wh)500 750重量(kg)10050 美国能源部美国能源部提出的近期和长远发展目标提出的近期和长远发展目标 超级电容器研究的几个方向超级电容器研究的几个方向进一步提高超级电容器的进一步提高超级电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,特别是降低电极材料的成本特别是降低电极材料的成本 提高电容器的提高电容器的可靠性可靠性，延长，延长循环寿命循环寿命 储能实例20122012年，福建安溪移动式储能电站年，福建安溪移动式储能电站 （功率为125千瓦、容量为250千瓦时）不同地区均有季节性用电负荷存在，最大负荷是平时的12倍，形成罕见的尖峰负荷，导致局部区域、局部时段出现低电压现象。20112011年底，张北风光储输示范工程年底，张北风光储输示范工程和深圳宝清储能电站项目相继建成投产。张北项目配备100MW风电、40MW光伏和20MW储能电站20112011年，世界最大的年，世界最大的32MW32MW锂电池风电储能项目投运锂电池风电储能项目投运 AES风电和AES储能公司位于西佛吉尼亚州的风电储能项目正式投入运营。该风电场安装了61台GE产1.6MW风电机组，总装机总装机容量容量97.6MW。储能电池由A123公司提供，总容量为32MW。AES储能公司目前在全球拥有72MW已建及在建的储能项目，计划开发的储能项目总计达500MW。世界上最大规模的世界上最大规模的20MW20MW电网级飞轮储能项目电网级飞轮储能项目世界领先的飞轮储能体系供给商Beacon电力完成世界上最大的飞轮储能体系的安装运营。这一项目是飞轮储能利用史上一个里程碑飞轮储能利用史上一个里程碑。该体系采世界最先进的碳纤维复合飞轮转子技术，接收并开释接收并开释1MW的电能仅须要的电能仅须要15分钟分钟。此项目获得美国能源部4300万美元的资金支撑。大规模超临界空气储能项目在启迪鄂尔多斯科技园落地大规模超临界空气储能项目在启迪鄂尔多斯科技园落地 空气储能是一项可解决大规模风电、太阳能等间歇式电源安全可靠并网发电的关进技术，是智能化电网的重要组成部分，也是解决制约风电、太阳能发电发展瓶颈的有效手段。中国大唐集团新能源股份有限公司投中国大唐集团新能源股份有限公司投资资70亿元的亿元的大型海上风电项目大型海上风电项目成功落户成功落户滨海。滨海。山东省潍坊市山东省潍坊市潍坊国家高新技术产业开发区的1MJ高温超导储能系统高温超导储能系统将是世界首套投入到实际电网运行的高温超导储能系统。储热即热能储存，是能源科学技术中的重储热即热能储存，是能源科学技术中的重要分支要分支2.2.2.2.4 4 储热技术应用实例智能移动供热车智能移动供热车智能移动供热设备简称移动供热车，是一种新型的余热利用与集约化供热模式，把工业余热储存到移动供热车上，为需要热能的地方输送热能。它主要由：储热柜、控制部件及放热/储热管道、载车等部分组成。产品的使用领域为工业生产、采暖、洗浴、洗涤、酒店、宾馆等需用分布式能源的场所。风能热能储存风能热能储存风能通过浆叶转变成机械能，机械能通过发电机转变成电能，电能通过电热器转变成热能储存于储热材料中。当需要时可及时供应生产及生活中的热水、热风、热蒸汽。主要用于住宅、别墅、小型办公区域、边防哨所、公路收费站等取暖、洗浴及生活热水，还可应用于石油输送加热、沥青加热、农牧业采暖等领域。太阳能热储存太阳能热储存太阳能集热器把所收集到的太阳辐射能转化成热能并加热其中的传热介质，经过热交换器把热量传递给蓄热器内的蓄热介质，同时，蓄热介质在良好的条件下将热能储存起来。当需要时，即利用另一种传热介质通过热交换器把所储存的热量提取出来输送给热负荷。电力调峰热能储存电力调峰热能储存利用储能技术积极开发和利用储能锅炉和储能式设备及电热电器产品，甚至建立灵活机动的中小型储能热电站，量大面广和灵活使用谷期电力，是实现峰谷电价、改善电网负荷平衡和淘汰效率低下机组的切实可行的手段，也是使用廉价而又清洁的电力，改善城市环境的可行办法，在全国已经全面实行分时记度电价政策时，储热技术便成为工业和民用的热点。工业余热间歇式储存器工业余热间歇式储存器工业余热资源因为载体多样、分布分散、衰变快、不可储存、稳定性差等原因，一直未得到大量应用；工业生产过程排出的余热一般波动很大，而且与用热负荷的波动并不同步，所以实现工业余热的回收利用时，通过储热技术来平衡用热负荷是余热回收的重点，工业余热间歇式储存器主要用于蒸汽热能回收、烟气，热风热能回收。储能技术发展谢谢！谢谢！