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关注能源储存技术--中英合作开发新一代的能源储存技术

http://cn.newmaker.com 12/4/2013 10:39:00 PM 佳工机电网

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英国利兹大学正在和中国科学院一起创建一个联合研究机构，共同开发新一代的能源储存系统。新的研究机构得到了约400万英镑的科研经费预算，并将致力于研发基于热能学和机械学的能量储存技术。他们表示这将能够避免使用许多其他技术如电池、抽水蓄能电站或压缩空气能量储存系统等可能会产生的问题。

“它们有很多的缺点，”新的英中联合研究机构表示。“电池往往价格昂贵，且使用寿命较短。抽水蓄能电站，比如位于英国北威尔士的Dinorwic电站，将水抽到山上的水库或湖泊中。然后在电力需求较高时将水卸下山坡以驱动涡轮机发电。但是，这些系统都非常昂贵，并且需要安装在特殊的地理环境之中，压缩空气能量储存系统也是如此。”他们表示，为了解决电网用电需求高峰的问题，以及储存由于全球风能或太阳能发电量增加而产生的多余电能，寻找更加经济有效的方法来储存能量是必不可少的。事实上，能量储存市场预计将是投资者们的下一个主要开发的市场。

新的研究表示，热能占到了全球能源消耗的90％左右。“将能源以使用的形式来储存是非常合理的。”有近50名研究人员将开展研究项目工作，开发和测试新的能量储存材料和技术，并探索在国内的实际情况和行业内能够更加有效地传输和使用电能的方法。

该英中联合研究院机构由利兹大学（University of Leeds）的粒子科学与工程研究所（Institute of Particle Science & Engineering）以及中国科学院（CAS）的加工工程研究所（IPE）共同合作组建的。两家合作单位已经合作对项目进行研究了很多年，但是这是他们第一次协调并结合他们各自的资源开展研究工作。

利兹大学的专家和科研人员主要对纳米储能材料、基于热能和机械的能源存储技术，以及热传递液体等方面进行研究。IPE则专注于如何将这些技术更便捷地整合成新的商业解决方案并投放市场，他们具有将能源储存技术与可再生能源和工业加工相结合的相关经验，并且也具有关于如何扩大规模并对原型系统进行测试的相关知识。

根据利兹大学同时也是新的联合研究机构的第一任主任丁玉龙教授的介绍，他们将帮助科研人员争取获得来自中国、英国、欧盟和其他国际资源研究资金的机会。“这是一个令人振奋的长期合作机会，这将在中期和长期的时间里有助于保证我们对新型能源存储技术的研究。我们的目标是招收高质量的研究生，出版联合出版物并联合知识产权推动相关知识经验的交流，”他说。

“一个合作的平台对于吸引来自英国、中国和跨国公司的科研资金来说是非常重要的，一旦获得资金，就能够比较便捷、有效地运行项目，”他说。联合研究机构的第一个活动是建立一个计划，能够让研究机构的博士生能够在利兹和北京之间进行活动。这个交流计划能够让学生在不同的实验室进行他们的研究，并能够受益于这两个合作组织的专业知识和设施。

到2015年风力发电的能量储存市场将达到11亿美元

NanoMarkets公司早在2010年时的调查报告得出的结论认为，能量储存系统市场将会不断地增长，且将帮助去除一些风力发电发展的主要障碍，创造一个商机。虽然许多分析师预测，在未来的几年中，风力发电市场将会产生快速的增长。但是NanoMarkets公司却认为，除非使用了具有成本效益的能源储存装置，否则风力发电行业的增长将不是可持续的。风力发电的可变性往往会产生在电力需求较低时生产大量电力的情况，导致了利润的降低。

不可预知的风力发电同时也不能很好地适应起初并不是设计用于多变能量源的传统电网。NanoMarkets公司相信，中国很可能会占到销售给风力发电产业的能源存储系统所得收入的三分之一以上。中国政府计划在未来十年内将该国的风力发电能力增加十倍，并将花费数十亿美元在能源储存系统上以将其作为电网升级改造过程的一个主要的部分。该报告还指出，随着世界级的中国能源储存系统制造公司开始出现，中国风力发电的快速部署也将为海外公司提供很多的机会。报告指出，目前大部分的风力发电是使用铅酸电池进行能源储存的，它是一种低成本并且比较成熟的技术。然而，NanoMarkets公司认为，风力发电行业很快会转移到使用新的更高性能的电池技术上，如铅碳、钠硫和液体电池系统等。
此外，到2015年，因为铅碳电池相比传统的铅酸电池具有更高的性能和使用寿命，将使得铅碳电池能够占到风力发电最大的单一销售份额，并且销售额将超过3亿美元。NanoMarkets公司也了解到机械能量存储的显著增长，包括抽水蓄能及压缩空气能源储存等。

英国电网规模能源储存的可行性

根据彭博新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）在2012年的研究，随着英国技术价格的快速下降以及适当的政策支持，电网规模的能源储存可能会变得经济可行。彭博新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）发现，能源储存技术取得突破性的进展可能比预期的更快—这在很大程度上要归功于预期在未来几年内电池的价格将会产生下降。

其他的能源存储技术也得到了显著的增长，包括传统的技术，如抽水蓄能以及更新颖的方法如飞轮储能。虽然现在英国的能源储存市场已经出现了细分市场，主要是为了缓解在传输及配电方面产生瓶颈，在未来的五年内在电网系统内大范围地安装能量储存系统将在经济上可行。然而，使得电网规模能源储存可行的关键因素在于需要建设适当的监管框架-这是目前尚未实现的。

报告的具体预测，能量储存能够满足快速储备及短期营运储备的要求，国家电网分别在2014年和2017年购买了两台电网服务器用于维持电网的稳定。并且对于大型电力消费者来说使用能源储存来对电力的价格进行管理可能在明年就可以实现。并且到2016年就可以面向小型电力消费者。

锂离子电池

彭博新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）表示，在全球的能源储存技术发展中最让人振奋的无疑就是锂离子电池的价格。从长期来看，随着越来越多的电动汽车制造和销售，在这些车辆中所使用的电池成本将会产生下降，并且这种技术可以直接应用到电网系统中去。

现在大多数电网规模的锂离子电池项目的成本超过了1000美元/千瓦时，但是随着在短期内电池的制造能力可能出现供大于求的局面，彭博新能源财经预计将在未来的36个月内价格可能会产生明显的下降，到2015年将达到600美元/千瓦时。分析师预测，到2020年，能源储存系统可能会在英国各地的输电和配电系统中，在客户端以及也可能在风电场和太阳能公园中被广泛地使用。

政策障碍

在未来几年中能够成功地整合能源储存技术的关键取决于政府的政策支持是否到位。目前的监管规则，使得能源储存不能够充分地发挥其潜力。比如，目前，监管的传输和配电系统都不允许使用能源储存系统销售给国家电网的服务，即使这样做对整个系统都有利。

彭博新能源财经（Bloomberg New Energy Finance）的能源储存分析师Shu Sun先生说：“在英国实现能源储存的推广可能指日可待，但也存在着需要被清除的障碍。“在短期内，在英国通过使用低碳电网基金的资助计划，我们将看到一些小型的示范项目正在兴建，对于更广泛地在输电和配电网络中使用能源储存系统，需要在RIIO （收入等于奖励加上创新和输出）建立适当的监管机制，新的政策旨在在英国的电力网络中促进创新和新技术的使用。”

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