先進儲能材料發(fā)展趨勢研究

陳漢君+++董莎++陸婷怡

摘 要：當(dāng)前，全球能源應(yīng)用進入到了關(guān)鍵環(huán)節(jié)，如何借助先進的技術(shù)實現(xiàn)能源節(jié)約，保障材料儲能，是能源資源開發(fā)利用的重點任務(wù)。儲能材料是儲能技術(shù)下產(chǎn)生的節(jié)能型材料?；诖?，在文章中對先進儲能材料的國際、國內(nèi)發(fā)展趨勢進行分析，研究我國儲能材料發(fā)展進程所面臨的問題，并且從他國儲能技術(shù)發(fā)展經(jīng)驗中尋得啟示。

關(guān)鍵詞：儲能材料；發(fā)展趨勢；研究

前言

儲能材料的應(yīng)用是當(dāng)前以及未來能源發(fā)展的重點，在新能源、智能電網(wǎng)、電動汽車三大新型產(chǎn)業(yè)中都應(yīng)用了儲能材料。目前，我國的儲能技術(shù)發(fā)展相對落后，但是很多國家都將大規(guī)模儲能技術(shù)定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)。在此背景下，國際上先進國家的儲能技術(shù)發(fā)展迅速。同時，伴隨著新能源發(fā)展迅速，對于儲能技術(shù)的應(yīng)用，以及儲能產(chǎn)業(yè)的壯大具有較為現(xiàn)實的需求。

1 儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢

1.1 國際發(fā)展趨勢

在國際儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中，將電池作為儲能載體。當(dāng)前，市場上已經(jīng)有的電池類型較多，如，鉛酸電池、鋰電子電池、鈉硫電池等。然而從商業(yè)角度上分析，儲能電池尚未實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展。在歐洲很多國家中，都開始認(rèn)識到了發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的重要性，在商業(yè)法規(guī)法案中將儲能技術(shù)的研發(fā)放在核心位置，并且實現(xiàn)了政府部門的經(jīng)濟政策支持。在關(guān)于歐盟所定制的能源技術(shù)戰(zhàn)略規(guī)劃中，明確指出：對各種儲能技術(shù)以及未來儲能前景成本、成熟度進行評定。確立新能源存儲解決方案，借用評估使用儲能技術(shù)示范項目。在歐洲很多國家中為了提升儲能系統(tǒng)收益，實行財政補貼支持和峰谷電價電機制度。此外，如西班牙等國家采用政策干預(yù)，強行應(yīng)用儲能技術(shù)，促進國家新能源產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定發(fā)展[1]。

1.2 國內(nèi)發(fā)展趨勢

儲能技術(shù)以及儲能產(chǎn)業(yè)在國外的盛行，推動了我國新能源產(chǎn)業(yè)的研發(fā)與發(fā)展。但是由于我國研究儲能技術(shù)起步時間比較晚，與國際上很多先進國家相比，在儲能技術(shù)與儲能材料開發(fā)上還存在著一定的差距。而出現(xiàn)這樣的問題，一方面與儲能技術(shù)的復(fù)雜性有關(guān)系，在我國缺乏先進的儲能技術(shù)應(yīng)用人才。另一方面，從儲能材料的成本投入上分析，儲能材料成本較高。從廣義上分析，我國儲能市場上還未建立起相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。從國家政策層面進行分析，對于儲能方面的投入存在著巨大的不足。從短期的發(fā)展角度上分析下，儲能材料自身尚未有完美的答案。如從電網(wǎng)的調(diào)度和儲能方面進行分析，存在著較為嚴(yán)重的產(chǎn)能和儲能問題[2]。

近年來，中國對儲能產(chǎn)業(yè)的關(guān)注度逐漸提升。最為典型的就是智能電網(wǎng)規(guī)劃中的儲能技術(shù)應(yīng)用。目前，各地陸續(xù)出臺了一些鼓勵儲能材料研發(fā)的政策。上海市提出鈉硫電池、聚焦鋰電池等儲能材料的研究。湖南省確立了2017年儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)，大力發(fā)展全釩液流電池等。這些地區(qū)所開展的儲能產(chǎn)業(yè)為國內(nèi)儲能材料的研發(fā)帶來了良好的開端[3]。

2 我國儲能材料產(chǎn)業(yè)所面臨的問題

當(dāng)前我國儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)中面臨著很多問題，如儲能產(chǎn)業(yè)鏈銜接上問題以及儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上缺乏創(chuàng)新。

2.1 儲能產(chǎn)業(yè)鏈銜接不上

儲能材料的研發(fā)，需要才儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)中充分的發(fā)揮其優(yōu)勢，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)上下游的緊密結(jié)合。但是在對四川省儲能材料發(fā)展分析當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，該省雖然能原材料上下游具有較強的基礎(chǔ)和優(yōu)勢，但在產(chǎn)業(yè)的上下游發(fā)展中結(jié)合不密實，并且在產(chǎn)業(yè)集群效應(yīng)上也存在著阻塞的情況。分析這樣情況產(chǎn)生的原因，大部分與政府部門支持有關(guān)系。在各地區(qū)發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)以及實現(xiàn)儲能材料研發(fā)環(huán)節(jié)中，政府部門需要發(fā)揮出指導(dǎo)作用，引導(dǎo)和組織能源材料上下游單位以及“產(chǎn)、學(xué)、研、用”單位之間的合作[4]。

2.2 儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展缺乏創(chuàng)新

儲能材料是新時期新能源產(chǎn)物，其在不同領(lǐng)域的應(yīng)用能夠產(chǎn)生不同的效用。創(chuàng)新研發(fā)是儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心，但是對我國各大省份的儲能產(chǎn)業(yè)進行研究，發(fā)現(xiàn)儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中缺乏一定的創(chuàng)新。雖然政府部門在儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)中能夠發(fā)揮出相應(yīng)支持作用，但是各類科技創(chuàng)新平臺未能發(fā)揮出作用。

3 推動我國儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策

面對我國儲能材料發(fā)展現(xiàn)狀，提出推動我國儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策。第一，明確儲能規(guī)劃，實現(xiàn)儲能與新能源同步發(fā)展；第二，制定投資回報、政策回報等激勵機制；第三，實現(xiàn)儲能材料研發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新。

3.1 明確儲能規(guī)劃，實現(xiàn)儲能與新能源同步發(fā)展

儲能材料的研發(fā)并非是一種小型的產(chǎn)品生產(chǎn)，是一種能源的利用與規(guī)劃。實現(xiàn)儲能材料優(yōu)化發(fā)展，需要在政府部門的指導(dǎo)下，明確儲能規(guī)劃，實現(xiàn)儲能與新能源的同步發(fā)展。在具體的措施中，將電網(wǎng)規(guī)劃與電源發(fā)展實現(xiàn)對接，并且促進儲能規(guī)劃與電網(wǎng)、電源發(fā)展方面的對接。在規(guī)劃新能源發(fā)電進程中，需要實現(xiàn)電網(wǎng)輸電的同步發(fā)展。該種電力能源發(fā)展過程中，為相應(yīng)的儲能材料提供了發(fā)展協(xié)作空間，并且將人對于儲能材料的應(yīng)用納入到整個能源規(guī)劃當(dāng)中?；谶@樣的儲能能源利用能效實現(xiàn)發(fā)、輸、儲的統(tǒng)一結(jié)合[5]。

3.2 制定投資回報、政策回報等激勵機制

實現(xiàn)儲能材料的研發(fā)，不僅需要政府部門的政策支持，還需要政府部門的經(jīng)濟支持。而國家發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)所投入的資金并非是石沉大海，而是一種良性的經(jīng)濟形式。未來是新能源以及儲能材料發(fā)展的重要階段，在我國儲能材料研發(fā)具備充足的資金情況下，儲能材料研發(fā)與應(yīng)用，以及儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展空間將會被拓寬。如，政府部門開始總結(jié)國際上先進國家以電力企業(yè)的儲能產(chǎn)業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗，實行峰谷電價、儲能電價方式。該種儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展形式能夠為社會經(jīng)濟發(fā)展帶來巨大經(jīng)濟效益。同時在滿足儲能建設(shè)的背景下，儲能行業(yè)的發(fā)展環(huán)境需要被激勵，才能夠?qū)崿F(xiàn)長效的儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展[6]。

3.3 實現(xiàn)儲能材料研發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新

促進儲能材料研發(fā)的創(chuàng)新性發(fā)展，才能夠帶動儲能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以儲能電池的研發(fā)為例，儲能電池的研發(fā)，應(yīng)用新材料是關(guān)鍵。材料的創(chuàng)新性應(yīng)用，才能夠促進儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。其次，掌握高性能、低成本、自主知識產(chǎn)權(quán)的關(guān)鍵材料技術(shù)，正視我國儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展成本高的問題。此外，以能源的循環(huán)利用為主線，拓寬儲能材料應(yīng)用的市場。

4 結(jié)束語

綜上所述，當(dāng)前我國儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)節(jié)中面臨著很多問題，如儲能產(chǎn)業(yè)鏈銜接上問題以及儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展上缺乏創(chuàng)新。面對我國儲能材料發(fā)展現(xiàn)狀，提出推動我國儲能材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的對策。第一，明確儲能規(guī)劃，實現(xiàn)儲能與新能源同步發(fā)展；第二，制定投資回報、政策回報等激勵機制；第三，實現(xiàn)儲能材料研發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新。

參考文獻

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[3]周孝信，魯宗相，劉應(yīng)梅，等.中國未來電網(wǎng)的發(fā)展模式和關(guān)鍵技術(shù)[J].中國電機工程學(xué)報，2014，29：4999-5008.

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[5]材料科學(xué)和技術(shù)綜合專題組.2020年中國材料科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究[A].2020年中國科學(xué)和技術(shù)發(fā)展研究（上）[C].中國土木工程學(xué)會，2004：75.

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