储能——能源资本的“银行”


来源:能源情报研究   时间:2019-11-11 12:26:52


人类从成为“智人”开始,逐渐与动物界区别开来,并成为万物之灵,其中最关键的因素是大脑的进化。与当时很多大型动物相比,智人的大脑只占身体总重约2%-3%,但在身体休息时,大脑的能量消耗却占了25%,而其他猿类同样状态的能量消耗大约只占8%。好比同样一部“手机”,为何智人这么“耗电”,原因只有一个,就是智人的大脑储存了更多的信息,大脑储存能力得到了大大的拓展。整个人类的进化史,也是一部人类信息活动的演进史。信息的积累和传播,是人类文明进步的基础,文化和科技的飞速发展缘于信息储存能力的提升。人类学会和发展出的花样繁多的食物储存能力,有效地增强了体质,延长了寿命,拓展了活动范围。动物驯化和养殖、粮食作物种植、肉食加工保存、制作奶酪、酿酒、干粮和罐头等等,都是对食物不同的储存方式。储存食物的能力使人免于饥饿和便于迁徙,最终使人突破地域的限制,走向了地球的每一个角落。

在食物储存方面,人类早期祖先基本上已经用上了我们今天所知的全部技术。他们拥有泥质灶,使用石板烧烤技术,在北极圈内冷冻食物,通过风干来保存食物,并用牛油或兽脂来密封食物。除了冰箱、塑料容器、煤气和电力等纯现代发明的用具外,旧石器时代的厨师对现代的厨房和烹饪技术并不会感到陌生。罐头的发明,使人们不再为远足时的食物匮乏而担忧,为轮船的跨洋航行和战争的长途征伐提供了后勤保障,深刻地改变了近代历史。

从钻木取火开始,人类开始使用柴薪这样的初级能源,这一最易获得的生物质能,支撑了人类数千年的发展。与此同时,人类学会了使用风力和水力,并驯化了动物以获得畜力,这些机械能成为人的自身力量的延伸,使人类改造自然的力量大大增强。化石能源的大规模使用,在能源发展史上具有显著的意义,它的集中储存和运输,大大减少了搜集柴薪所耗费的人力成本,提升了能源获取的便捷程度。从柴薪到煤炭再到石油,人类使用的主导性化石能源的能量密度不断增加,进而成为技术快速进步的最大驱动力。

石油、煤炭同新能源的较量愈演愈烈,公众习惯了从生产成本、资源量上来比较不同能源的竞争力。然而决定化石能源和新能源胜负的更深层次的因素,是储能方式的较量。1 能源发展,就是能量储存不断改进的过程,遵循着从低密度到高密度、从分散到集中的趋势。储能技术将把分布生产的能源大规模聚集储存,这样一来,即使能源生产方式是多元甚至离散的,但能源的使用依然是集中式和高密度的。

储能是通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。储能主要是指电能的储存,同时也是石油油藏中的一个名词,代表储层储存油气的能力。储能技术在各种能量形态中都具有极为重要的作用,也都有不断进化的空间。机械能以动能或势能的形式储存,动能通常可以储存于旋转的飞轮中,广泛应用于各种机械和动力装置中;以势能方式储存则是最古老的能量储存形式之一,小到弹簧、扭力和重力装置,大到压缩空气储能和抽水蓄能。由于峰谷用电的不均衡,电能的储存有很大的实用意义。除了通过抽水蓄能的方式以机械能的形式储存外,电能还能以化学能的形式储存于蓄电池中。为了减少现在内燃机汽车对环境的污染,无污染的电动汽车日益受到人们的青睐,而廉价、高效、能大规模储存电能的蓄电池正是电动汽车的核心。热能是最普遍的能量形式,热能储存就是把一个时期内暂时不需要的多余热量通过某种方式收集并储存起来,等到需要时再提取使用,具体有显热储存、潜能储存和化学储存三大类。

人类对各种能量形态的储存方式有多种多样,技术上分为四类:物理储能(抽水蓄能,压缩空气,飞轮储能)、化学储能(锂离子电池,铅酸电池,液流电池,钠硫电池)、电磁储能(超导储能,超级电容储能)和相变储能(利用水等相变材料将电能转变为热能)。从最方便使用的角度来看,电池和氢能储存最有发展前景。

2018年9月26日,英国《金融时报》报道,世界银行计划推动一项总额50亿美元的投资项目支持发展中国家进行“电池革命”2。世界银行将从自身资本中拿出10亿美元,并从公共部门和私营部门投资者那里募集40亿美元,支持电池新技术和新应用,改善产业融资环境。在发展中国家,电池发电成本更高,每千瓦时成本为400-700美元,发达国家则为300美元。世界银行行长金墉表示,世行打算“向电池行业发出一个强烈信号,即在发展中国家的能源储备方面存在着巨大的商机”,“世界上每个人每天应当至少有20个小时的电可用,而不是只在有太阳的时候才能用电”。世行推动的这一项目,将鼓励企业研发新的、更符合发展中国家需求的大型电池,包括寿命更长、更具耐用性、在炎热天气等极端情况下仍能使用的电池。

储能本身不是新兴的技术,但从产业角度来说却刚刚出现,正处在起步阶段。随着能源互联网的快速发展,储能技术作为新能源产业革命的核心,会越来越成为具有巨大发展潜力的新型产业,同时也会带来激烈的技术创新方面的竞争。只有竞争,才有进步。世界各国对于储能产业的发展,从立法和各种优惠政策方面,都体现出了足够的重视。美国制定了《智能电网资助计划》、《经济复苏刺激计划》和专门的《储能法案》;日本制定了《革新的能源及环境战略》和《电力事业主体进行可再生能源电力调节的特别措施法》;欧盟制定了《欧洲能源技术战略规划》。除了立法,美国、日本和欧盟还通过税收优惠和财政补贴来推动示范项目,鼓励研发和技术改进,降低生产成本,促进储能技术的商业化应用。中国发布了有关新能源发电和智能电网建设的《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录》(2016版),其中将储能这种极具商业价值的产业,提到了国家战略新兴产业的高度。

伦敦大学国王学院政策研究所主席尼克•巴特勒说:“在改变能源业的技术进步中,可能没有哪一项比能源储存更重要的事情了。在应用规模足够大的情况下,这项技术能够为那些勉强维生的人提供光和热,并从根本上改变世界能源结构。”3回顾人类文明的整个发展过程,从某种意义上讲,人类文明进步与人类的储存技术是同步的。在IT时代,储能技术的发展具有必然性。储能关键技术创新的突破,意味着储存技术与能源资本的转化和利用效率之间的乘数效应将会更加明显地体现出来,这是人类的美好前景。对于人类社会的未来,储能犹如能源资本的“银行”,人类无需再为能源资本的富余或短缺而忧心忡忡了,只要需要,就随时到“银行”支取,能源互联网就是这个“银行”的储存系统。这个能源资本的“银行”所带来的价值,会使人类的生活更加轻松、惬意和快乐。

  版权及免责声明:凡本网所属版权作品,转载时须获得授权并注明来源“环球光伏网”,违者本网将保留追究其相关法律责任的权力。凡转载文章,不代表本网观点和立场。

延伸阅读

最新文章

随时随即演练,业务翻五倍的秘密——朱君华师从陈安之的学习之路 随时随即演练,业务翻五倍的秘密——朱君华师从陈安之的学习之路

精彩推荐

产业新闻

一线|贾跃亭致歉债权人:再难也不会放弃,请允许我打工还债 一线|贾跃亭致歉债权人:再难也不会放弃,请允许我打工还债

热门推荐