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组合拳+多管齐下 | 能源转换的那些事儿

日期:2020-10-27    来源:三菱化学高新材料

能源资讯中心

2020
10/27
10:16
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关键词: 可再生能源 能源发电 化学储能

早期,人们用木材生火取暖。到了18世纪,藏在地下的“黑色金子”被发现,煤炭成为了“工业的粮食”。19世纪以后,石油变成人类衣食住行的新宠儿。

现在,人类又站在能源转换的历史新节点。面对全球气候变暖和第四次工业革命的到来,一套能源利用的“组合拳”还不够,能源存储的“多管齐下”招式同样需要我们修炼。

能源供需的波动性

在新能源转换的过程中,新能源的供应和需求皆受到时间周期的影响而产生波动,双方往往难以达到平衡。

能源发电供应方,受天气因素左右,风能和太阳能等可再生能源的开发通常呈“间歇性”。

■ 从短期来看:能源每日波动,时而短缺时而过剩。

■ 从长期来看:夏日的强光,秋冬的雨水和低温,以及春天的冰面解冻,都是造成其“间歇性”的因素。

若要使其更为稳定,可从两点入手。第一,使用大规模电网进行互联互通和远程供电,比如从天气条件更好的地方引进新能源。第二,在本地进行大容量存储,当供过于求,存储设备充电,反之放电。

无独有偶,需方从短期和长期看,也有所不同。短期看,白天需求较夜晚高,工作日需求较双休日高。长期看,冬夏两季,一冷一热,空调和供暖设备等将消耗更多电量。

然而,不比供方,需方的波动往往难以琢磨。即便智能家电可灵活选择能源类型,但人的需求仍是不确定因素。

可再生能源的“组合拳”

讨论至此,在能源转换过程中,供需两方在各自周期中的差异似乎无法调和。

要解决这个问题,我们不妨先消除大自然的短周期效应,利用可再生能源“组合拳”来平衡能源供应。比如,风能和水能作为基础能源可供全天候使用,而太阳能可在白天高峰时使用。

能源存储的“多管齐下”

虽然“组合拳”可以打破单一发电源的限制,实现多元化供应,但是对于需方的季节性波动特点,电池容量问题仍是等待攻克的一个难关。

此时,要使能源转换更为顺利和高效,“多管齐下”地大量存储可再生能源已是不二选择。

其主要方式包括以下几种:

NO.1  电存储

电存储也称为电池,用来储存过剩的电能。电池可用在各种场合,从便携式消费电子产品,到大的移动应用,如电动汽车、家庭和发电厂的应急场合等。

NO.2  化学储能

化学储能是将电能转化为气相或液相的可携带燃料,成为备用电能。其原理是先将水分解成氢和氧,再将氢气压缩储存,以便在能源不足时,作为释放电能的燃料。常见的方式是将氢气转化为可长期储存的氨,需要的时候,再转化为可燃烧的氢,来给电网供电。

NO.3  抽水储能

对于抽水储能,我们并不陌生,其原理是把水抽回至水库,在需求过剩时,再用水力来发电。但是考虑到水库建造对地理位置的要求,抽水储能更适用于多山地区等特殊位置。

NO.4  飞轮储能

在能量过剩时,高速运转的重型转子可给飞轮充电,使其达到最大速度。使用的时候,再借助发电机将其动能转化为电能。

储能设备的材料方案

经过分析,我们发现高效储能的方式虽多种多样,但是因为资金成本、运营成本和响应时间等因素的影响,每一种储能方式本身也在发生变化。要解决这个大的难题,我们需要从小的问题入手,比如材料的选择——三菱化学高新材料可在能源转化的每个阶段提供合适的材料解决方案,让高效的能源转换成为现实。

人们选择能源的类型随着时代不断变化,但是人类探索新技术的本质需求不会发生变化。新的时代,新的历史节点,三菱化学高新材料期待与您一起,打好能源利用的“组合拳”,修炼能源存储的“多管齐下”招式,助人类的能源转换顺利告捷。

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