風能和太陽能等可再生能源產生的電力都必須在產生后盡快使用，在全球大力發(fā)展可再生能源的今天，儲能設備的研發(fā)和推廣顯得越發(fā)重要了。
在今年兩會上，全國政協(xié)委員胡里清呼吁，新能源產業(yè)要加大儲能技術開發(fā)。他表示，在風電和光伏發(fā)電等領域，由于缺少化學大容量儲能電池等儲能技術支持，我國的新能源產業(yè)發(fā)展速度受到嚴重制約。他還建議，需要從國家層面加強對化學大容量儲能電池等儲能關鍵技術的支持力度。這既可解決風能、太陽能發(fā)電的隨機性、波動性問題，穩(wěn)定可靠地并入電網(wǎng)，又可與風電、光伏電組成離網(wǎng)綠色電力系統(tǒng)，為智能電網(wǎng)的建設提供關鍵技術。
無獨有偶，全國政協(xié)委員、上海市工商聯(lián)副主席段祺華也表示，當前為風電等可再生能源配置的火力發(fā)電廠和抽水蓄能電站都存在諸多局限性。為風能等可再生能源配裝合適的大容量電池儲能系統(tǒng)才是解決我國目前風能發(fā)電無法并網(wǎng)瓶頸問題的最有效途徑。他還建議，要積極引進國外先進的鈉硫儲能電池技術，這樣一方面滿足國內可再生能源電力的配裝需求，另一方面可以消化吸收先進技術，爭取早日實現(xiàn)自主化。
國外的儲能技術已經發(fā)展到什么階段？本文將為讀者介紹一下美國太平洋西北國家實驗室最近對電化學儲能系統(tǒng)做出的全面評估的結果。
美國西北太平洋國家實驗室隸屬美國能源部，是化工、能源、環(huán)境領域的國際著名研究機構。該實驗室的研究人員指出，未來能夠承擔起儲存可再生能源發(fā)電并將電力傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上的電池必須是可靠、耐用和安全的，而電池的價格能否被使用者接受也是決定其市場規(guī)模的關鍵。
西北太平洋國家實驗室的研究人員對比并評價了4種電化學儲能電池，它們分別是全釩氧化還原液流電池，鈉酸儲能電池、鋰離子電池和鉛碳電池。研究人員注意到，以上4種電池都有被大規(guī)模發(fā)展的潛力，同時也存在各自的問題。
全釩氧化還原液流電池
全釩氧化還原液流電池通過不同價態(tài)的釩離子相互轉化實現(xiàn)電能的儲存與釋放。充電時，通過對全釩氧化還原液流電池的充電，將電能轉化為化學能儲存在不同價態(tài)的釩離子中；當發(fā)電裝置不能滿足額定輸出功率時，液流電池開始放電，把儲存的化學能轉化為電能。
據(jù)研究，全釩氧化還原液流電池的充、放電性能好，能夠進行大功率的充電和放電。這種電池，選址自由度大、占地少，可以很好地把太陽能和風能融入到住宅或者工業(yè)場所中。
鈉硫儲能電池
鈉硫儲能電池通常被建在一個管狀設計中，并結合鈉硫等元素，鈉與硫會通過化學反應將電能儲存起來，當電網(wǎng)需要更多電能時，它又會將化學能轉化為電能釋放出去。
這種電池的優(yōu)點之一是單位質量或單位體積所具有的有效電能量高?？梢栽诙虝r間內釋放大量能量，是為車輛和其他應用工具供能的良好選項。這種電池的缺點就是材料的成本高，另一個擔心是，這種電池運行時的溫度很高，運行的可靠性曾受到質疑。
西北太平洋國家實驗室的研究人員稱，通過改良電池的形狀能夠提高電池的能效并降低電池運行時的溫度。實際上，這個實驗室正在同一家美國電池公司聯(lián)合研究對這種電池的改進方法。
鋰離子電池
鋰離子電池是我們最常見的電化學儲能電池，我們手機、筆記本電腦的電池多為鋰離子電池。這種充電電池主要依靠鋰離子在正極和負極之間移動來工作。高能效和電力容量上的優(yōu)越性也讓鋰離子電池的市場擴大到交通領域，現(xiàn)在許多電動車也選用這種電池作為動力。
小型鋰電池的研發(fā)和推廣已經非常成功，但是，鋰電池的大型化卻是困難重重，面臨造價高、運行溫度高和易短路等問題。
雖然在鋰離子電池的研發(fā)方面已經取得了實質性進展，但是還需要很多工作來延長電池的使用壽命，還要提高電池使用時的安全性并降低材料成本。
鉛碳電池
鉛碳電池是從傳統(tǒng)的鉛酸電池演進出來的技術，科學家們發(fā)現(xiàn)，增加一點碳，能夠顯著提高鉛酸電池的壽命。研究人員稱，作為太陽能和風能儲能的后備選項，鉛酸電池能量密集度高，是個不錯的選擇。
但是，這種電池的推廣也面臨著成本問題。這類電池的成本費用依然維持在每千瓦小時 500美元，而研究人員認為，需要降低成本至每千瓦小時150-200美元才可行。
研究人員的結論是，對這幾種電池技術的進一步研究都至關重要，在材料、設計和工程系統(tǒng)上的改進和成本上的降低都是很必要的。
