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儲能進入技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用新時代 推動綠色工業(yè)革命

光伏產(chǎn)業(yè)網(wǎng)訊 發(fā)布日期:2016-08-22
核心提示: 位于美國加利福尼亞州環(huán)球影城的過山車,名叫“不可思議的大笨船”,它曾經(jīng)被美國民眾評選為“第一過山車”,特點是全速啟動,強大的牽引電動機把過山車沿著軌道向上拋出,加速上坡,而不是典型的在重力下落時加速。為了實現(xiàn)這一效果,設(shè)計者使用了飛輪儲能技術(shù)。

位于美國加利福尼亞州環(huán)球影城的過山車,名叫“不可思議的大笨船”,它曾經(jīng)被美國民眾評選為“第一過山車”,特點是全速啟動,強大的牽引電動機把過山車沿著軌道向上拋出,加速上坡,而不是典型的在重力下落時加速。為了實現(xiàn)這一效果,設(shè)計者使用了飛輪儲能技術(shù)。如果沒有數(shù)個大飛輪儲存能量,環(huán)球影城就必須為過山車建造一座新的變電站,而且它每次啟動都要冒著造成當?shù)仉娋W(wǎng)電壓不足的風險。飛輪儲能技術(shù)的應(yīng)用,成功解決了設(shè)計者們面臨的難題。

飛輪儲能系統(tǒng)具備與電池相當?shù)拇鎯δ芰透斓姆烹娐剩梢援a(chǎn)生大功率脈沖,而只使用一個小電機就可以在脈沖間隙給飛輪加速,因此避免了在過山車爬坡時從公共電網(wǎng)中汲取大量電力所造成的、難以被接受的后果。

這只是儲能技術(shù)應(yīng)用的一個很小的實例。目前,包括飛輪儲能在內(nèi)的諸多儲能技術(shù)處于快速發(fā)展期,不斷取得技術(shù)突破與應(yīng)用示范。

抽水蓄能電站與壓縮空氣儲能設(shè)備正在被整合進入可再生能源生產(chǎn)調(diào)度系統(tǒng),以鋰離子電池為動力的汽車在全球各大城市開始普及,新型儲能材料與技術(shù)陸續(xù)從實驗室邁入試點工程??梢哉f,儲能技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用時代即將到來。

綠色工業(yè)革命助手

這種蓬勃形勢的觸發(fā)因素,一方面如文章開頭描述的場景那樣,實現(xiàn)電力的優(yōu)化配置,另一方面,也是更重要的一點,就是綠色工業(yè)革命在世界范圍內(nèi)受到認可與實踐。

所謂綠色工業(yè)革命,核心內(nèi)容是有關(guān)可再生能源的生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、輸送和消費。最初,可再生能源系統(tǒng)主要是風力發(fā)電場和太陽能集中發(fā)電系統(tǒng),一般建在距離買家和最終用戶很遠的地方,但是這些可再生能源具有波動性、間歇性與不可預測性,直接接入電網(wǎng)會不可避免地對其造成沖擊。為了平滑電力輸出,就產(chǎn)生了對能量存儲技術(shù)和系統(tǒng)整合技術(shù)的需求。

而伴隨綠色工業(yè)革命的進一步發(fā)展,分布式可再生能源發(fā)電系統(tǒng)得以實現(xiàn),它能夠以社區(qū)規(guī)模、小城鎮(zhèn)規(guī)模、個人設(shè)施規(guī)模甚至是微型規(guī)模來進行能量生產(chǎn),越來越多的太陽能電池板被安裝在屋頂上,小型風機甚至成為了建筑設(shè)計的一部分。依托分布式發(fā)電技術(shù),在未來,一個單獨的家庭就有可能實現(xiàn)能源的自給自足,在這種情境中,儲能將發(fā)揮更大的作用。因為太陽不可能一天24小時都在,風也不是一直在吹,為了能夠在沒有電力生產(chǎn)的時候繼續(xù)使用可再生能源,就需要利用能量存儲與反哺技術(shù)。

因此,無論是在能源生產(chǎn)環(huán)節(jié),還是在能源消費環(huán)節(jié),儲能技術(shù)的重要性越來越強。

貧困地區(qū)供電福音

可再生能源發(fā)電技術(shù)與儲能技術(shù),推動著全球經(jīng)濟向低碳、可持續(xù)方向發(fā)展,讓《巴黎協(xié)定》從紙面落實到行動成為了可能。與此同時,我們有必要進一步拓寬視角,來考察綠色工業(yè)革命給全人類進步帶來的新的可能性。

在第二次工業(yè)革命時代,人類社會取得了巨大進步,但是并沒有惠及到每一個人。來自世界銀行的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,全球仍有約1/7的人口過著沒有電的生活,其中的70%~80%生活在像肯尼亞這樣缺乏電力的國家和地區(qū)。綠色工業(yè)革命與儲能技術(shù)的發(fā)展,給世界發(fā)達地區(qū)帶來的利益或許還要等待慢慢顯現(xiàn),但是,它們給貧困地區(qū)的窮人帶來的便利卻是立竿見影的。

如今,在世界上那些沒有電網(wǎng)的鄉(xiāng)村地區(qū)或偏遠地區(qū),日趨可靠和廉價的自給自足型太陽能、風能、生物質(zhì)能發(fā)電系統(tǒng)被用來為一個家庭或者一個村莊提供電力,這些微小的、清潔的能量中心幫助當?shù)厝斯?jié)省了在蠟燭、煤油上的開支,同時讓他們避免遭受化石燃料燃燒時排放的粉塵的侵擾。更為重要的是,這些能源都是可持續(xù)的,不會受到能源供給減少、開采困難、價格浮動或政治動亂等一些負面因素的干擾,可以長期為貧困地區(qū)的人們提供電力供應(yīng)。

因為綠色工業(yè)革命的出現(xiàn),人類正在開啟一個歷史上從未有過的、面向人類全體的歷史性變革,而且它的勢頭正在壯大。不過,我們需要更進一步。以現(xiàn)有設(shè)備的能源轉(zhuǎn)化效率和儲能效率,在可接受的價格范圍內(nèi),小型發(fā)電系統(tǒng)足以為貧困地區(qū)的家庭提供照明,或者負擔小型家用電器,但仍舊不能滿足大功率電器的用電需求,更先進、更廉價的電力供應(yīng)系統(tǒng)尚待出現(xiàn)。

可喜的是,目前全球越來越多的公司與科學家們投入到了更高效率的能源轉(zhuǎn)化組件、更先進的能源儲存設(shè)備、更優(yōu)化的調(diào)度整合系統(tǒng)的研發(fā)與生產(chǎn)中,綠色工業(yè)革命正在以越來越快的速度在全世界鋪陳開來。


 

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