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张久俊院士:太阳能产业发展未来还得看储能技术

导读: 化石能源并不能长久利用,目前存储的化石能源只够我们消耗300年,全球最多还有150年的时间发展新能源,其中太阳能的发展是重中之重。

化石能源并不能长久利用,目前存储的化石能源只够我们消耗300年,全球最多还有150年的时间发展新能源,其中太阳能的发展是重中之重。

加拿大工程院院士张久俊

加拿大工程院院士张久俊认为,能源是人类生活中必不可少的一环,但是地球的环境也是人类能够健康生活的前提。但是目前的能源发展模式损害了地球环境,在能源必不可少的情况下,我们急需发展清洁能源。目前的化石能源利用使得全球每年有31.6Gt二氧化碳排放,造成的温室效应正在造成冰川溶解、极端天气(干旱、水灾等)、物种消亡。

在此背景下,太阳能由于其可持续及清洁性,成为各国能源结构模式调整的重要方向。然而数据统计,目前太阳能发电在所有的能源利用中只占到2%的占比,为什么这样一个前景良好的能源发展却这么慢?

张久俊认为,其原因主要是太阳能发电存在不稳定、电力运输难、并网难、投资大、回报周期长等问题。然而,只要相关的储能技术发展起来,太阳能发电就能够存储起来,也就能解决发电不稳定等问题。因此,太阳能等清洁能源要发展起来就必须发展储能。

主流储能技术及趋势

目前最可靠的储能方式是电化学储能。其中液流电池将能源储存在电解质里面,具有可任意扩大容量的优势,但是能量密度低,需要发展新的电极材料,并进行系统优化。锂离子电池主要运用在新能源汽车领域,新能源汽车退换下来的锂离子电池有80%可以运用到储能领域,具有能量密度高、寿命长等优点。但是锂离子电池寿命相对于新能源汽车来说依然不够,仍然需要发展。

综合来看,铅酸电池是目前最可靠的、最能应用于商业化的大规模电池。具备成本低、安全性高的优点,而且铅酸电池的材料可以完全回收再利用,这是它独特的优势。因此,铅酸电池在太阳能储能方面可以得到很好的发展。未来还需要对电极进行优化和发展,提高能量密度,并减少铅含量。

在新技术方面,超级电容器充放电时间很快,但是能量密度比较低,还需要提高。此外,二氧化碳电化学还原进行储能,这项技术可以在储能的同时减少二氧化碳排放,但是存在催化剂寿命太短等问题,这是一种极具战略性的发展方向。

最后,张久俊预测认为,到2025年,储能电池在太阳能领域将获得大规模应用,其中液流电池规模将达38亿美元,锂离子电池可达到261亿美元,铅酸电池市场规模将达400亿美元。

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