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超导磁储能稳定供电优势突出,规模化应用面临挑战

2021-11-10 11:32
新思界网
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超导储能线圈包括低温超导储能线圈、高温超导储能线圈两大类,已研发问世的产品中,高温超导储能线圈储能容量更大。

超导磁储能(SMES),是将电磁能存储在超导储能线圈中,需要时再将电磁能回馈给电网的储能方式。对于我国电网系统而言,主要电力资源供应地与电力资源需求地分布不匹配,跨区域输电成为解决方案,导致电网调峰困难。同时,我国光伏发电、风力发电等装机容量不断上升,新能源发电不连续、不稳定特点突出。超导磁储能可存储能量、稳定电压,在提升电网供电可靠性方面具有重要意义。  超导磁储能以超导体为材料,电阻基本为零,储能时损耗极小,与其他电网储能方式相比,超导磁储能的突出优点是响应速度快、储能效率高,响应速度可达到毫秒级,储能效率可达到90%以上,此外还具有体积小、质量轻、功率大、环境适应能力强、使用寿命长、维护简单、有功和无功率输出可灵活控制等优点。超导磁储能有望在电网系统中发挥重要作用。

超导磁储能概念于20世纪60年代末被提出,70年代以来,美国、日本、德国等国家先后对其进行研究,一直以来是超导电力技术研究热点之一。超导磁储能主要包括超导储能线圈、功率变换系统、低温制冷系统、快速测量控制系统四大组成部分,超导储能线圈是核心部件。超导储能线圈包括低温超导储能线圈、高温超导储能线圈两大类,已研发问世的产品中,高温超导储能线圈储能容量更大。

现阶段,全球研究超导磁储能的高校、科研机构与企业主要分布在北美、西欧、东亚地区,例如美国SuperPower公司、德国ACCEL集团、波兰电工研究所、日本中部电力、日本东芝、韩国电力研究院、中国华中科技大学、中国科学院电工研究所等。其中,美国在超导磁储能技术研究领域处于领先地位,技术水平最为先进,是全球最大的超导磁储能市场。

根据新思界产业研究中心发布的《2021-2025年超导磁储能(SMES)行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,2020年,全球储能新增装机规模接近11GWh,呈现快速增长态势。但受制于技术、成本等因素限制,全球超导磁储能市场规模小,2020年仅为4.2亿元。预计2020-2025年,全球储能新增装机规模将以30%左右的年均复合增速增长,超导磁储能拥有巨大发展空间,但面临着技术可行性、经济价值挑战。

新思界行业分析人士表示,2020年,我国新增储能装机容量位居全球第一,超导磁储能发展重要性突出。2021年,高性能高温超导材料及磁储能应用被列入“高端功能与智能材料”重点专项,我国政府对超导磁储能行业发展支持力度加大。现阶段,我国在超导磁储能技术研究领域已经取得一定成果,未来优化工艺、降低成本以及进一步提高产品性能是研究机构与企业所需关注的重点。

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