储能电池发展趋势分析,电池储能主要是指将太阳能、风能等产生的电力存储于多种产品中,进而通过电力系统的能量管理,为企业和用户提供新的电力能源。2018-2023年储能与电池行业深度分析及“十三五”发展规划指导报告表明,就锂电子而言,不是每种储能领域都适用锂电池。下图展示了2000年至2016年,中国储能装机量在各个领域的应用份额。
目前由于成本、技术、政策等原因,储能电池市场仍处于导入阶段。2017年全球储能锂电池出货量为10.4GWh,同比增长38%。其中中国储能锂电池出货量为3.45GWh,同比增长34%,增长快速。受益于通信领域及能源互联网应用升级,市场规模将呈上升态势。预计到2022年储能产值有望达137亿元,较2017年实现2.5倍增长。随着技术逐渐成熟、成本的逐步下降,储能市场也将有望成为拉动锂电池消费的另一增长点。现从六大趋势来分析储能电池发展趋势。
1、压缩空气储能技术向产业化迈进
压缩空气储能技术作为目前除抽水蓄能外,容量最大、技术最成熟的储能技术备受业界关注,国际上接近等温压缩空气储能技术已取得突破,小型空气压缩车处于小规模试用阶段。储能电池发展趋势分析,中科院工程热物理研究所已成功研制出国内首台具有自主知识产权的1.5MW级超临界压缩空气储能系统,比传统压缩空气储能系统效率高10%以上,为我国电网级的储能应用开辟了发展空间。
2、液流电池技术取得重大进展
储能电池发展趋势分析,全钒液流电池在关键材料、电堆、电池系统设计与集成上都取得了重大进展,产业链逐步完善,整体产业已经进入市场化初期阶段,在日本、加拿大、美国、澳大利亚等国家已逐步开始取代铅酸电池。且液流电池技术已经从全钒、锌溴体系扩展到成本更低、能量密度更高的有机体系和水溶性体系,研究首次证明了碘化锂—硫(碳)半固液两相复合新型液流电池的可行性,可大大提高电池容量、安全性和使用寿命。哈佛大学BrianHuskinson研发出一种基于有机分子——苯醌的无金属液流电池,且已经完成了对醌基电池100次的充放电循环,成本可下降到27美元/(kW·h),几乎是钒电池的1/3,显示出良好的经济与商业前景。液流电池概念车已问世,时速最高可达300km/h以上,续航里程超过800km。
3、锂离子电池依然是当前储能领域研究热门
储能电池发展趋势分析,电动汽车成为带动锂离子电池技术研发的重要因素。当前,对于锂电池,正极材料磷酸铁锂和镍钴锰三元材料是研究重点,负极材料纳米硅和石墨烯是研究热点,正负极材料类型越来越多,应用范围越来越广。锂离子电池作为当前电动汽车的主流电池,能量密度尚有待提高。目前电动汽车电池能量密度最高约为170W·h/kg,续航里程最多可达400km。家用锂电池储能系统已经商业化。
4、锂硫电池是目前最接近产业化的高能量密度电池
锂硫电池理论上能量密度超过2700W·h/kg,实际能量密度能达到400~600W·h/kg。目前国外达到商用水平的锂硫电池能量密度已达到300W·h/kg。储能电池发展趋势分析,我国已经研制出能量密度高于600W·h/kg的锂硫二次电池,处于国际先进水平。锂—空气电池、铝空气电池、镁电池等高能量密度电池成为当前攻关重点。
5、氢燃料电池应用规模逐渐扩大
储能电池发展趋势分析,氢燃料电池依然是燃料电池发展主流方向,相关技术已基本达到产业化要求,且小规模应用于火车、乘用车、自行车、叉车、小型直升机等交通工具。乘用车续航里程达到500~700km,100km能耗仅相当于3.3L汽油。目前部分国家利用化石燃料改质制氢成本跟汽油大致相当。可再生能源制氢、生物制氢和常温常压陆路输氢成为研究重点。
6、储热市场受重视程度逐渐提高
目前,储热技术发展迅速,部分热储能技术已经非常成熟,特别是显热储能,但市场规模依然不大,主要是由于热储能成本高,社会对热储能缺乏足够重视。据储能电池发展趋势估算,储热系统可为全球节约30%~40%能源。业界正在研究利用储热电池吸收车内热量或捕存太阳热能,将热能转换为电能,为车厢供热制冷,降低电动汽车电池成本,预计能提高汽车续航40%以上。
随着储能电池成本与技术经济性不断提高,动力电池在我国得到迅速发展。与此同时,动力电池产销量爆发也意味着其报废的高峰期即将到来,实现动力电池梯次利用已被企业提上日程。截至2016年年底,全球投运储能项目累计装机规模168.7吉瓦,同比增长2.4%。储能电池发展趋势分析,其中,电化学储能的累计装机位列第三,规模为1769.9兆瓦,同比增长56%。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机占比最大,比重为65%,同比增长89%。
原标题:储能电池发展趋势