5月27日，國軒高科第十一屆科技大會在合肥舉行，中國科學(xué)院院士趙天壽教授以《面向碳中和目標(biāo)的儲能·技術(shù)展望》進(jìn)行了演講分享。闡述了碳中和與儲能關(guān)系；探討了儲能技術(shù)現(xiàn)狀；并介紹其團(tuán)隊研發(fā)的一種新型的儲能方法——燃料電池儲能。

碳中和和儲能

趙天壽教授表示，碳中和是習(xí)主席在國際上的莊重承諾。我國二氧化碳排放力爭在2030年前達(dá)到碳達(dá)峰。解決這一問題，太陽能和風(fēng)能的占比要達(dá)到60%以上，但是目前我們只有5%的占比，挑戰(zhàn)非常大。

過去十幾年，光電和風(fēng)電發(fā)展迅速，主要是成本大幅降低。儲能是未來能源系統(tǒng)中不可缺少的關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，儲能能夠平移能量的波動，實現(xiàn)能量平滑、穩(wěn)定的輸出，以提高能源，特別是電力實際利用的一個水平。

要實現(xiàn)碳中和目標(biāo)，對儲能技術(shù)有許多要求。對此他指出，首先是要規(guī)?；?，另外，儲能技術(shù)需要沒有地域的限制，安全、穩(wěn)定、成本低、壽命長，而且特別是為了實現(xiàn)碳中和這樣的目標(biāo)，還要有長時的儲能能力。

目前的儲能技術(shù)現(xiàn)狀

據(jù)趙天壽教授介紹，目前儲能技術(shù)包括機械儲能、電子儲能、電池儲能、燃料儲能、冷熱儲能等等。

抽水蓄能是一種物理儲能的方式，它的技術(shù)優(yōu)勢是儲能時間長、規(guī)模大、壽命長，可以應(yīng)用在不同的場景。但有地域的限制，還需經(jīng)過環(huán)境審批，建設(shè)的周期比較長。

壓縮空氣也是物理儲能。和抽水蓄能具有相同的規(guī)模大、儲能時間長、壽命長等優(yōu)勢，但是壓縮空氣儲能效率有待提高。

鋰離子電池儲能能量密度高，響應(yīng)快，使用便捷。主要的問題是安全性、壽命需要提高。近年來，鋰離子電池儲能的技術(shù)快速地增長，在電化學(xué)儲能中占主導(dǎo)的地位。

液流電池其電解液和電池本身是分開的，也因此容易規(guī)模化。容量可以通過電解液罐來調(diào)整，且安全，無任何向變，壽命很長。但成本還有待降低，能量密度也相對低。

氫燃料儲能是另一種電化學(xué)儲能。氫燃料是通過電解水，利用光電和風(fēng)電、可再生能的電來電解水制氫。整個過程無污染，而且沒有任何地域的限制。但成本有待降低，且儲氫、運氫具一定的風(fēng)險、挑戰(zhàn)。

甲醇燃料作為儲能介質(zhì)也是一種方法。它是氫氣通過二氧化碳還原變成甲醇液態(tài)的燃料，液態(tài)能量密度會高，使用方便。但效率還相對比較低，供應(yīng)成本、功率密度都需要進(jìn)一步地發(fā)展。

新型的儲能方法——燃料電池

既然石油是太陽能的能量載體，有沒有其他的清潔的、可再生的、可流動的電能載體？為此趙天壽教授提出了一種液態(tài)的能量載體思路，可以儲存電能，可以充電、放電，反復(fù)循環(huán)充放電叫電燃料。

目前，其團(tuán)隊研制的電燃料有三類，包括無機電燃料、有機電燃料和納米流體電燃料。不同的電燃料有不同的性質(zhì)、有不同的成本、有不同的應(yīng)用。電燃料這樣一個能量載體，就可以形成一種新型的儲能系統(tǒng)，包括充電裝置、放電裝置，放電裝置叫做電燃料電池。

充電裝置沒有任何地域和地理限制，隨時隨地遍布在大地上的光和風(fēng)變?yōu)殡娙剂?，高效的提供新的能源動力。充好電的電燃料，由于是液態(tài)可輸運不同的需要地方?？刹⒕W(wǎng)也可以離網(wǎng)供電。整個能量轉(zhuǎn)化過程都是一種“電到電”的一種轉(zhuǎn)化過程，所以有非常高效的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

會上趙天壽教授還介紹了其團(tuán)隊研發(fā)的一種電燃料充電裝置，其優(yōu)勢在于電燃料儲能技術(shù)具有獨立的充電與放電裝置，充電裝置可以隨時隨地高效充電，連續(xù)高效的穩(wěn)電放電。隨著這種技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展，可為大規(guī)模、長時間、不受地域限制儲能提供保障。