化石能源并不能長久利用,,目前存儲的化石能源只夠我們消耗300年,,全球最多還有150年的時間發(fā)展新能源,其中太陽能的發(fā)展是重中之重,。
加拿大工程院院士張久俊
加拿大工程院院士張久俊認(rèn)為,,能源是人類生活中必不可少的一環(huán),但是地球的環(huán)境也是人類能夠健康生活的前提,。但是目前的能源發(fā)展模式損害了地球環(huán)境,,在能源必不可少的情況下,我們急需發(fā)展清潔能源,。目前的化石能源利用使得全球每年有31.6Gt二氧化碳排放,,造成的溫室效應(yīng)正在造成冰川溶解、極端天氣(干旱,、水災(zāi)等),、物種消亡。
在此背景下,,太陽能由于其可持續(xù)及清潔性,,成為各國能源結(jié)構(gòu)模式調(diào)整的重要方向。然而數(shù)據(jù)統(tǒng)計,,目前太陽能發(fā)電在所有的能源利用中只占到2%的占比,,為什么這樣一個前景良好的能源發(fā)展卻這么慢?
張久俊認(rèn)為,,其原因主要是太陽能發(fā)電存在不穩(wěn)定,、電力運(yùn)輸難、并網(wǎng)難,、投資大,、回報周期長等問題。然而,只要相關(guān)的儲能技術(shù)發(fā)展起來,,太陽能發(fā)電就能夠存儲起來,,也就能解決發(fā)電不穩(wěn)定等問題。因此,,太陽能等清潔能源要發(fā)展起來就必須發(fā)展儲能,。
主流儲能技術(shù)及趨勢
目前最可靠的儲能方式是電化學(xué)儲能。其中液流電池將能源儲存在電解質(zhì)里面,,具有可任意擴(kuò)大容量的優(yōu)勢,,但是能量密度低,需要發(fā)展新的電極材料,,并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化,。鋰離子電池主要運(yùn)用在新能源汽車領(lǐng)域,新能源汽車退換下來的鋰離子電池有80%可以運(yùn)用到儲能領(lǐng)域,,具有能量密度高,、壽命長等優(yōu)點。但是鋰離子電池壽命相對于新能源汽車來說依然不夠,,仍然需要發(fā)展,。
綜合來看,鉛酸電池是目前最可靠的,、最能應(yīng)用于商業(yè)化的大規(guī)模電池,。具備成本低、安全性高的優(yōu)點,,而且鉛酸電池的材料可以完全回收再利用,,這是它獨特的優(yōu)勢。因此,,鉛酸電池在太陽能儲能方面可以得到很好的發(fā)展,。未來還需要對電極進(jìn)行優(yōu)化和發(fā)展,提高能量密度,,并減少鉛含量,。
在新技術(shù)方面,超級電容器充放電時間很快,,但是能量密度比較低,,還需要提高。此外,,二氧化碳電化學(xué)還原進(jìn)行儲能,,這項技術(shù)可以在儲能的同時減少二氧化碳排放,但是存在催化劑壽命太短等問題,,這是一種極具戰(zhàn)略性的發(fā)展方向,。
最后,,張久俊預(yù)測認(rèn)為,到2025年,,儲能電池在太陽能領(lǐng)域?qū)@得大規(guī)模應(yīng)用,,其中液流電池規(guī)模將達(dá)38億美元,鋰離子電池可達(dá)到261億美元,,鉛酸電池市場規(guī)模將達(dá)400億美元,。