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制約電動汽車等新能源車輛大規(guī)模普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)
制約電動汽車等新能源車輛大規(guī)模普及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)有很多,車用儲能技術(shù)肯定是卡脖子的瓶頸技術(shù)。經(jīng)過長期的演化,車用儲能電池技術(shù)也演化出了多種多樣的形式類別,有化學(xué)電池技術(shù),超導(dǎo)儲能技術(shù),機(jī)械飛輪技術(shù)等等,化學(xué)電池技術(shù)又包括鉛酸電池、鎳鉻電池、鎳氫電池、金屬-空氣電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池、超級電容等。決定新能源汽車采用何種形式電池的因素除了能量密度、功率密度外,還需綜合考慮壽命、溫度特性、成本、安全、可靠性等。
鋰離子電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)優(yōu)勢突出
在電池儲能技術(shù)特性方面,受產(chǎn)業(yè)規(guī)模、系統(tǒng)成本、能量及功率特性、可回收性等綜合影響,目前鋰離子電池(磷酸鐵鋰和三元鋰電池)優(yōu)勢突出,鉛炭電池[12]、全釩液流電池及梯次利用鋰電池特定場景下具備競爭力[13]。產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面,從大到小依次為:鋰離子電池、鉛炭電池、全釩液流電池。消費類、交通類鋰離子電池產(chǎn)業(yè)體量能夠很好支撐鋰離子電池儲能市場的發(fā)展,近年來磷酸鐵鋰及三元鋰電池的快速進(jìn)步正是得益于此;與之相比,曾經(jīng)發(fā)展勢頭良好的高溫鈉硫電池因技術(shù)門檻較高、儲能企業(yè)參與度不夠?qū)е录夹g(shù)進(jìn)步緩慢,已逐步淡出儲能市場。
儲能技術(shù)性能短板決定其應(yīng)用局限性
儲能應(yīng)用場景多樣,針對特定應(yīng)用場景的本體技術(shù)開發(fā)布局較少。不同應(yīng)用場景對儲能技術(shù)要求不同,各類儲能技術(shù)性能短板決定其應(yīng)用局限性。抽水蓄能主要適用于跨區(qū)域的大電網(wǎng)調(diào)峰、長時調(diào)頻;雖然電化學(xué)儲能在近年來綜合特性指標(biāo)提升很大,但循環(huán)壽命、功率等級等技術(shù)指標(biāo)表現(xiàn)仍與電力系統(tǒng)元件長壽命、大容量的要求存在差異,受度電成本和功率成本限制,尚不夠使其在適用場景中得到大規(guī)模應(yīng)用。
從場景來看,電池儲能目前的主要場景包括:電源側(cè)的發(fā)電側(cè)風(fēng)光電站,火電廠AGC調(diào)頻;電網(wǎng)側(cè)的變電站儲能、虛擬電廠、調(diào)峰、輔助服務(wù)(調(diào)頻、調(diào)壓、黑啟動、旋轉(zhuǎn)備用);用戶側(cè)的光儲電站、家庭儲能、備用電源等。
據(jù)專家介紹,從電池類型來看,為重要的是電池的功率特性和容量特性。因此,根據(jù)不同儲能應(yīng)用場景對于電池功率容量比值的不同要求,大致將儲能電池分為三種類型:容量型(≤0.5C)、能量型(≈1C)和功率型(≥2C)。比值越大,代表電池的功率密度越高,但容量密度會低一些,單位容量的價格會更高些。