“面对能源格局的变革,现急需储能装备”
采访德宇航主任乌尔里希·瓦格纳(Ulrich Wagner)教授
2012年3月5日,星期一:
截止当下,储能装置主要是手机和笔记本电脑等移动设备中的电池。能源专家认为这种格局将有重大改观:可再生能源的发展建设将再造我们的未来电网。储能装备将在其中发挥重要作用。2012年3月7日在斯图加特召开的德宇航DLR储能装置研讨会上,科研究人员将研讨未来能源存储装置的可能形态。德宇航负责能源和交通的副主任乌尔里希·瓦格纳教授解释了为何我们急需这些装备,今天的科研又是处在什么位置。
为什么现在提出储能装置的问题?
瓦格纳:之所以需要储能装置是因为需要补偿和平衡可再生能源的不稳定性。消费者的需求跟风能和太阳能的供电状态并不总是一致。这个问题当下还只在有限的范围内,因为我们还可以凭借化石燃料发电厂做针对性的快速、方便的调整,保证在用电高峰的时候有充足的供应。而一旦我们真的实现超过30%输入电网的电力来自可再生能源的话,麻烦可就大了。我们就必须通过储电装置弥补电能的低谷或者说耗电的高峰。对于这场德国的能源变革,我们急需储能装备。我估计这个需要将在2025年突显出来并稳步增加。
怎么才能把能源存储起来?
瓦格纳:要想以电的形式存储能量可不件容易的事。以往的成功手段是抽水蓄能电厂。这也确实是一种便宜的技术,还有超过80%的转换效率。但抽水蓄能电厂只能建在山区或半山区,许多地方早就已经被开发过了。在德国和欧洲所剩的开发空间极为有限。因此我们需要拿出新东西。一种方法电池,它的工作效率也在80%以上,但相比抽水蓄能电厂其成本仍然非常高昂。此外,我们还可以利用电解法把多余的再生能源电力转化成氢气。然后在有需要的时候再由氢气产生电力。更好的解决方案当然是把氢气用在氢燃料电动汽车上。氢能存储装置也给交通系统提供了技术解决方案。目前德宇航正跟许多其他研究机构一样既在研究电池、也在研究如何制氢。
有没有更容易的储能方法?
瓦格纳:若是结合太阳能热电站的再生能源发电,就可以简单但有效地利用其蓄热装置,后者温度是在400-800度的范围内。借助这些储热装置可以特别低成本地中转缓存能源。这里所用的主要是巨大的盐池,它们白天由太阳能加热,在傍晚和夜间再把储存热能转化成蒸汽,这样就能保证这些电厂可 以全天候地给电网供电。原则上说,能量存储意味着能源转换相应地也必然会带来一定的能源损耗。德宇航以及其他科研机构的科研都是开发效率更高成本更低的储能装置。
储能装置现今的科研水平如何?
瓦格纳:我们从航天工程中早就知道了一些高效的能源存储手段,只是在地面上不实用,成本太高。在成本和寿命方面还必须做出重大突破,才会使存储装置相比化石能源系统具有市场竞争力。相比于再生能源发电,我们在能源存储技术方面可说是相当落后。说起来德国在80年代初放弃电化学研究实在是一个错误。其结果就是我们已经丧失去此产业的相当大的部分。为纠正这个错误,近十年来研究中心和大学等机构又重新设置了相关研究。包括企业的研发部门 – 现在只关注汽车行业 – 也在极大的压力下急起直追。但我们已经耽误了20多年,现在必须抓紧时间才能再次赶超国际水平。
联邦政府为“储能装置专项资金项目”提供2亿欧元的经费,够不够用?
瓦格纳: 2亿欧元初看上去是很大一笔钱,但仔细分析后却是多乎哉不多也:德国每年消耗5000亿千瓦的电力,即令只是把其中的1%用电池存储起来,电力行业必须投入至少5亿欧元。如果我们认为长远来看,至少5%的电能需要储存起来,则就是25亿欧元的投资。如果科研资助能够把电池成本降低8%,则所有的投资就已经收回来了。
在2050年可能用上哪些储能装置?
瓦格纳:我个人认为:如抽水蓄能电厂等特别便宜实惠的方法还应该得到更充分的利用,只要还有任何价值空间。对于太阳能热电站而言热量储存装置将发挥重要作用。此外我认为把多余的电力转换成氢气非常有前途,而若能应用在氢能汽车上那更会相当迷人。再还有一种可能即是大型中央电池系统。在未来的几十年分散式电池储存装置也会很有意思,哪怕用户端只是电动汽车。这里有个关键词叫作:“车入网络”,在电力真跟不上的时候,电动汽车可以把电力反向回输电网。
2012年3月7日将在斯图加特的德宇航分部举行储能装置研讨会。这次会议的目的是什么?
瓦格纳:本次活动的特别之处是要全面审视各种能量存储技术。为此将有不同方向的科研团队聚到一起。但尽管科研人员是在开发不同类型的储能装置 - 许多方法学上的问题其实非常相似,比如说如何把储能装置集成到系统中。这样,不同的研究人员聚在一起就能从不同的角度相互启发。此外,我还希望大家能在一起从方法学或电网集成方面碰撞出的新思想。
德宇航在几乎所有的能量储存课题方面都有涉入和原创性成果。几十年来,DLR科研人员既研究如氢能这样的化学存储也研究电化学存储。特别是在太阳能研究方面,DLR在热存储装置方面有着多年的丰富经验,绝对属于国际领先。 即令是在对DLR来说是新介入的电池科研方面,DLR也凭籍自己在燃料电池领域的工作而具有扎实的基础。
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