1.3.3　儲能技術評價準則

儲能技術作為戰略性新興產業之一,得到世界各發達國家和經濟體,以及相應的學術界、工程界、產業界高度關注,從新技術開發到產業示范,呈現欣欣向榮的發展態勢。另一方面,由于儲能技術種類繁多,應用場景與需求千差萬別,關于儲能技術發展方向的判斷,往往表現為眾說紛紜、見仁見智的現狀。以下在結合大規模儲能技術的需求和前人研究的基礎上,提出評價與比較儲能技術和產品的4個方面評價準則,有助于理解和判斷儲能產業發展態勢。

(1)安全性原則

指在儲能裝備正常使用條件下和偶然事件發生時,仍保持良好的狀態并對人身不構成威脅。安全性是儲能技術評價的第一要素,也是基本要素。儲能應用不同于移動通信、電子產品和汽車等領域的電池應用,最主要的區別是其規模大,電池數量多且集中,控制復雜,并且投資巨大,一旦發生安全問題,造成的損失巨大。因此,安全必須作為評價電池儲能的首要指標。安全是一個系統工程,包括零部件安全、電氣結構安全、火災/爆炸風險控制、功能安全、運輸安全等指標,需要系統性的研究并建立儲能安全評價體系。

(2)資源可持續利用準則

指組成儲能產品的資源是否可以持續循環利用。儲能是資源密集型行業,儲能的載體是化學物質,尤其對于電池儲能,更是涉及多種元素。然而各元素在地殼中的含量不同,比如釩元素在地殼中的含量為0.002%,但分布較散,幾乎沒有含量較多的礦床;鈷元素在地殼中的含量為0.001%,多伴生于其他礦床,含量較低,隨著動力電池的猛增,消耗逐漸增多。盡管如此,在電池儲能技術中,這些貴重金屬均具有可回收性。例如,全釩液流電池電解液回收率高、工藝簡單;動力電池中提高鈷的回收率、簡化工藝流程也是目前的研究熱點。

(3)全生命周期環境友好準則

儲能裝置運行過程,往往伴隨與環境的相互作用,包括廢水、廢氣、噪聲、廢熱,以及固體廢棄物等方面。一方面要減少儲能系統在建設和使用過程中對環境的破壞,另一方面要做好儲能系統中材料的回收再利用,如鋰離子電池中金屬離子,電極和隔膜等材料,全釩液流電池中釩電解液等的回收再利用。

(4)技術經濟合理性準則

儲能系統的技術性能往往與項目的經濟收益密切聯系,在滿足客戶使用功能前提下,如容量、功率、循環效率、壽命、放電深度等因素,需要通過儲能提高經濟效益。這種經濟性因為涉及復雜的能源定價機制,受國家政策等多方面因素影響,或者表現為潛在的社會邊界成本,往往難于直接體現,成為儲能產業發展的階段性障礙。

一般來講,儲能成本可以這樣定義:儲能系統全生命周期內,千瓦時電成本(針對容量型儲能應用場景,連續儲能時長不低于4h)和里程成本(針對功率型儲能應用場景,連續儲能時長15~30min)。儲能系統的成本及經濟效益,是決定其是否能產業化及規模化的重要因素。儲能技術只有在安全基礎上實現低成本化,才可以具備獨立的市場地位,成為現代能源架構中不可或缺的一環。

度電成本==(1?1)

里程成本==(1?2)

總而言之,需要采用多維角度來評價儲能技術,將儲能技術安全性置于首位考慮,見圖1?4。通過發展高效儲能技術,合理優化配置儲能裝備,實現降低成本目標。需要對各種儲能技術的具體特性進行綜合評價,根據應用領域選出合適的技術。