美國(guó)調(diào)查公司NavigantResearch于2014年9月18日發(fā)表的調(diào)查結(jié)果稱(chēng)，電網(wǎng)用能源儲(chǔ)存相關(guān)市場(chǎng)規(guī)模到2024年將達(dá)到156億美元/年。

因以光伏發(fā)電為代表的更多可再生能源并入電網(wǎng)，市場(chǎng)將日益擴(kuò)大。

該公司所調(diào)查的市場(chǎng)不僅為能源儲(chǔ)存系統(tǒng)，還包括相關(guān)服務(wù)。預(yù)計(jì)2014年的市場(chǎng)規(guī)模為6.75億美元，到2024年將擴(kuò)大到23倍以上。

由調(diào)查結(jié)果可以設(shè)想，蓄電池企業(yè)等將會(huì)把業(yè)務(wù)中心移向諸如能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)等供應(yīng)鏈下游領(lǐng)域。

為電網(wǎng)導(dǎo)入能源儲(chǔ)存系統(tǒng)，對(duì)于抑制可再生能源導(dǎo)致的輸出功率變動(dòng)是非常重要的。由于能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的性能及供給能力在逐步達(dá)到電力運(yùn)營(yíng)商要求的水準(zhǔn)，因此采用正在迅速擴(kuò)大。據(jù)稱(chēng)，其中鋰離子電池將成為市場(chǎng)擴(kuò)大的原動(dòng)力。

NavigantResearch分析認(rèn)為，與提供電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等核心技術(shù)相比，處于供應(yīng)鏈最下游的相關(guān)服務(wù)領(lǐng)域存在更多的附加值。

蓄電池及電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)企業(yè)，盡管也開(kāi)展著這種相關(guān)服務(wù)，但要想取得成功，尚需解決多企業(yè)合作以及確立資金籌措模式等課題。

截至2014年8月，全球儲(chǔ)能項(xiàng)目容量合計(jì)183.54GW，其中抽水蓄能項(xiàng)目容量176.93GW，占比96.4%，熱儲(chǔ)能項(xiàng)目容量3.34GW，占比1.8%，鋰電池儲(chǔ)能項(xiàng)目容量490MW，占比0.3%，其余占比1.5%。從儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展歷史來(lái)看，隨著現(xiàn)代社會(huì)電氣化程度的不斷提高，市場(chǎng)對(duì)于能量?jī)?chǔ)存的需求重點(diǎn)已經(jīng)由熱能儲(chǔ)存轉(zhuǎn)向電能儲(chǔ)存，使用的技術(shù)路線主要包括抽水蓄能、物理儲(chǔ)能(主要是飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能)、化學(xué)儲(chǔ)能(主要是電池儲(chǔ)能)。衡量一種儲(chǔ)能技術(shù)是否具有商業(yè)化應(yīng)用的潛力，主要需考察的參數(shù)包括：功率和能量密度、充放電效率(損耗)、規(guī)模化能力、響應(yīng)時(shí)間、循環(huán)壽命、成本。

在目前所使用的主流電能儲(chǔ)存技術(shù)中，電池儲(chǔ)能憑借較高的功率和能量密度、模塊化部署能力、未來(lái)進(jìn)一步降低成本的較大潛力，可適用的應(yīng)用范圍最廣，已逐漸成為最主流的儲(chǔ)能技術(shù)路線。

而在電池儲(chǔ)能的細(xì)分技術(shù)路線中，與鋰電池已基本確立電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的主流地位不同，新型鉛酸電池(主要指鉛碳電池)、鋰電池、液流電池均有機(jī)會(huì)占據(jù)一席之地。鉛碳電池，由于在傳統(tǒng)鉛酸電池的負(fù)極板中加入了活性炭，可阻止硫酸鹽化，令電池壽命和充電接受能力大幅提高，設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)15年且?guī)缀鯚o(wú)需維護(hù)，盡管單位購(gòu)置成本較傳統(tǒng)鉛酸電池高50%~100%，但使用壽命則可長(zhǎng)達(dá)4-6倍。

鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)知識(shí)科普

在化學(xué)電池中，化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苁强侩姵貎?nèi)部自發(fā)進(jìn)行氧化、還原等化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，這種反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。負(fù)極活性物質(zhì)由電位較負(fù)并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的還原劑組成，如鋅、鎘、鉛等活潑金屬和氫或碳?xì)浠衔锏取?br/>
正極活性物質(zhì)由電位較正并在電解質(zhì)中穩(wěn)定的氧化劑組成，如二氧化錳、二氧化鉛、氧化鎳等金屬氧化物，氧或空氣，鹵素及其鹽類(lèi)，含氧酸及其鹽類(lèi)等。電解質(zhì)則是具有良好離子導(dǎo)電性的材料，如酸、堿、鹽的水溶液，有機(jī)或無(wú)機(jī)非水溶液、熔融鹽或固體電解質(zhì)等。當(dāng)外電路斷開(kāi)時(shí)，兩極之間雖然有電位差(開(kāi)路電壓)，但沒(méi)有電流，存儲(chǔ)在電池中的化學(xué)能并不轉(zhuǎn)換為電能。當(dāng)外電路閉合時(shí)，在兩電極電位差的作用下即有電流流過(guò)外電路。同時(shí)在電池內(nèi)部，由于電解質(zhì)中不存在自由電子，電荷的傳遞必然伴隨兩極活性物質(zhì)與電解質(zhì)界面的氧化或還原反應(yīng)，以及反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的物質(zhì)遷移。電荷在電解質(zhì)中的傳遞也要由離子的遷移來(lái)完成。

因此，電池內(nèi)部正常的電荷傳遞和物質(zhì)傳遞過(guò)程是保證正常輸出電能的必要條件。充電時(shí)，電池內(nèi)部的傳電和傳質(zhì)過(guò)程的方向恰與放電相反；電極反應(yīng)必須是可逆的，才能保證反方向傳質(zhì)與傳電過(guò)程的正常進(jìn)行。因此，電極反應(yīng)可逆是構(gòu)成蓄電池的必要條件。為吉布斯反應(yīng)自由能增量(焦)；F為法拉第常數(shù)=96500庫(kù)=26.8安·小時(shí)；n為電池反應(yīng)的當(dāng)量數(shù)。這是電池電動(dòng)勢(shì)與電池反應(yīng)之間的基本熱力學(xué)關(guān)系式，也是計(jì)算電池能量轉(zhuǎn)換效率的基本熱力學(xué)方程式。實(shí)際上，當(dāng)電流流過(guò)電極時(shí)，電極電勢(shì)都要偏離熱力學(xué)平衡的電極電勢(shì)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為極化。

電流密度（單位電極面積上通過(guò)的電流）越大，極化越嚴(yán)重。極化現(xiàn)象是造成電池能量損失的重要原因之一。極化的原因有三：①由電池中各部分電阻造成的極化稱(chēng)為歐姆極化；②由電極－電解質(zhì)界面層中電荷傳遞過(guò)程的阻滯造成的極化稱(chēng)為活化極化；③由電極－電解質(zhì)界面層中傳質(zhì)過(guò)程遲緩而造成的極化稱(chēng)為濃差極化。減小極化的方法是增大電極反應(yīng)面積、減小電流密度、提高反應(yīng)溫度以及改善電極表面的催化活性。