電池實驗室工藝設計前必讀資料
鋰電池在儲能領域的強勁對手——氫儲能
鋰電池在新能源汽車領域被大眾津津樂道,“刀片式磷酸鐵鋰電池”、“三元鋰電池”,但大眾所不知道的,根據Third Bridge高臨咨詢對業內專家的訪談,以鋰電池為代表的電化學儲能的應用場景比較受限。
第一,鋰電池只能短期儲能,時間長了不行。鋰電池充滿電后,過十天半個月,它可能自己放電就放得差不多了,要用時沒有了。這個我們都有經驗,電子設備很久不用就打不開了,得重新充電。
第二,鋰電池只適合氣候條件比較溫和的地區,天起太冷了就不行。比如在北方的冬天,遇到極寒天氣,鋰電池的儲電很快就會釋放完,而且充電很難充進去。除非配上很好的加熱措施,但這樣一來成本又會增加。
所以,鋰電池只適合特定地區、特定季節的短期儲能。怎么突破這個儲能的限制呢?
這時候,就可以考慮用氫儲能來作為補充。氫儲能非常適合長期的、跨季節的儲能。比如在春天,一個地區的風特別大,它發出來的電用不完,輸出來也費勁,就可以考慮用這些電來電解水制氫,把氫氣儲存起來。到了夏天,風力發電不足,用電量又大,電網的電不夠用了。這時候,再把儲存的氫通過燃料電池再給它發回電,對電網進行一個補充。
截止2019年,全球83%的氫能專利屬于日本企業,其中光豐田一家就占有全球48%的氫能源專利。
氫氣的爆炸極限是4%~75.6%,空氣中只要混進4%的氫氣,遇火就很容易爆炸。這導致它難儲存、難運輸。
如果通過建加氫站來加氫呢,成本非常高,新建一座的成本是1500萬元。現在全國只有255座加氫站。
制氫的方式主要有三種:
一是化石燃料燃燒制氫,成本低,但碳排放量高,這種氫氣叫“灰氫”;
二是用天然氣通過蒸汽甲烷重整來制氫。天然氣也是化石燃料,但可以使用碳捕捉、碳封存等技術實現部分減碳,這種氫氣叫“藍氫”;
三是通過光伏發電、光熱發電、風力發電等電解制氫,零碳排放,但是很貴,這種氫氣叫“綠氫”。
應該說,目前業內對氫儲能的應用前景普遍看好,但是,對儲存氫氣的技術路線還存在爭議。目前的儲氫技術路線包括:高壓氣態儲氫、低溫液態儲氫、固體材料儲氫等等。
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