電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
將來的LIB和燃料電池/氫將成為主要的存儲技術
英國帝國理工學院(a)研究人員所展示的放電頻率和放電時間成本競爭力最高的技術。對九種技術(LIB電池,FC/氫,NAS(鈉-硫)電池,鉛(Pb)電池,氧化還原液流釩利用率(VRFB),空氣壓縮,抽水發電蓄能,風車,雙電層電容器)從2015年到2050年的成本變遷進行了比較。色密度越高,成本競爭力越高。縱軸的放電時間與功率容量和備用容量等高相關,這意味著,只要放電時間越長,放電頻率越小(左上區域)就越適合大容量的電量儲存。2040年,LIB電池將部分取代抽水蓄能發電的主要使用,而FC/氫氣已確立了其大型電力的儲備技術地位。如假設抽水蓄能發電不能使用,2030年后FC/氫氣和LIB將變成新的兩大儲能技術(b)。
依據這一猜測,成本競爭力強的LIB電池取代的將不是FC電池而是抽水發電。2015年左右抽水發電成本最低的許多地區將在2040年被LIB電池取代。雖然抽水蓄能發電和LIB的邊界在2015年重點放在放電是不是超過1小時,但到了2040年后LIB價格大幅下降,甚至到放電需要12小時的一些用途上,LIB都能體現出成本優點。
目前,日本及歐美電力系統都已經開始大量引入LIB以維持電力產量水平。例如,GSYuasa計劃在2020財年之后向北海道電力公司的電力系統引入額定輸出功率為240兆瓦,容量為720兆瓦時的LIB電池。在考慮LIB的成本時,緊要的不僅僅是容量,而是額定輸出和容量之間的關系。上述情況下的容量額定輸出為3小時。鑒于上述論文,考慮到2015年后LIB的價格下跌,將其與抽水蓄能發電區分是合理的。反過來假設要在此額定輸出下持續放電24小時,則需要5.76GWh(5760MWh)的容量,目前來說是不實際的。
另一方面,在更長充放電時間的使用用途上,FC/氫技術也逐漸侵蝕當前的抽水蓄電的使用區域,2040年之后將成為繼續3天以上放電用途中成本最為低廉的技術。事實上,在英國,氫被用作儲存數月電力的一種儲存技術已經在使用。
順便說一下,抽水蓄能發電是一個非常大的儲能系統,使用兩個水壩,其環境負擔很高,因此將來很難增加建設。車載使用肯定是無法實現,并且其他可用的場景也是有限的。如果將抽水蓄能和空氣壓縮從上面的選擇項中去除,則到了2030年能夠留下來的就是LIB和FC/氫,以及風車發電或雙層電容器。這之后的20年至2050年情況可能都不會發生太大變化,除非出現意想不到的新技術,否則LIB和FC/氫的兩大技術時代將至少繼續數十年。
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