能源革命中的物理儲能技術
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飛輪儲能
飛輪儲能是利用電能和飛輪動能相互轉化的能量存儲形式，具有單機功率大、效率高、循環壽命長、響應速度快等優點，具體技術性能見表?4。該技術適用于調頻、調峰、移動應急電源（EPS）和不間斷電源（UPS）等領域。
國外發達國家已經出現了很多高性能的飛輪儲能產品。美國進展最快：美國?Active Power?公司的?100—2000 kW UPS、Pentadyne?公司的?65—1000 kVA UPS、Beacon Power?公司的?25 MW Smart Energy Matrix、波音公司高溫超導磁浮軸承的?100 kW／5 kWh?飛輪儲能，以及?SatCon Technology?公司的?315—2200 kVA UPS?等產品已經應用于電力系統穩定控制、電力質量改善和電力調峰和風力發電全頻調峰等領域。在高溫超導飛輪儲能系統的研制方面，美國波音、德國?ATZ?等公司處在世界前列，日本?ISTEC?和韓國?KEPRI?也進行了卓有成效的研究。我國飛輪儲能處于關鍵技術突破階段，與國外先進技術水平差距有?5—10?年，且多與其他儲能方式配合使用?。
飛輪儲能正朝著增加飛輪單機與單元儲能容量、增加功率、提高效率的方向發展，其關鍵技術包括先進復合材料飛輪技術、高速高效電機技術、磁懸浮軸承技術、飛輪陣列技術等。
超導儲能
超導儲能系統是目前唯一能將電能直接存儲為電流的儲能系統，具有響應速度快、效率高，以及有功和無功輸出、可靈活控制等優點，表?5?為超導儲能技術特征，主要應用于提高電網的電能質量領域。
自?1969?年法國?Ferrier?提出超導儲能以來，只有美國等少數國家開發出商業性產品，日本、德國等國家開發出原理樣機。美國已有?6?臺?3 MJ／8 MVA?小型超導儲能系統成功地安裝在威斯康星州公用電力的北方環型輸電網。德國公司?ACCEL Instrument GmbHh?和?EUS GmbH?聯合開發了?2 MJ?超導磁體用于實驗室的?UPS?系統。日本?Chubu Electric Power?公司和國家能源開發組織啟動了一項?10 MW／19 MJ?超導儲能裝置研發項目。
我國較早地開展了超導儲能的基礎理論和關鍵技術研究，并取得了顯著成果。中國科學院電工研究所于?2008?年完成?1 MJ／0．5 MVA?高溫超導儲能系統的研制，并在甘肅白銀實施了世界首座超導變電站限流－儲能示范工程，其具有目前世界上最大的高溫超導磁體，這標志著我國超導技術基本達到國際先進水平，并在國際率先實現完整超導變電站系統的運行。
中、大功率（1—10 MW／10—50 MJ?級）是超導儲能系統的研發方向，其關鍵技術包括超導材料技術、低溫制冷技術、超導限流技術、功率變換調節技術和系統動態監控技術等。
物理儲熱
根據儲熱形式，物理儲熱可分為顯熱儲熱和潛熱儲熱技術。其中，顯熱儲熱技術儲能密度低、體積大、溫度輸出波動大、成本低、裝置結構簡單、技術成熟，已有商業化產品；潛熱儲熱技術具有儲能密度高、體積小、溫度輸出平穩等優點，但循環壽命有待提升，正處于低溫、小規模示范應用階段，是目前的研究熱點。表?6?為物理儲熱技術特征，可廣泛應用于能源網絡的“削峰填谷”、風電儲存利用、太陽能熱發電、工業余熱利用、交通運輸過程中的溫度自調控、建筑物溫度自調節、電廠余熱回收及微型和智能電網等領域。
顯熱儲熱材料可分為低溫、中溫和中高溫儲熱材料。水的比熱大，主要用于低溫儲熱；導熱油、硝酸鹽的沸點比較高，常用于中溫儲熱；鎂磚、混凝土、熔融鹽等是主要的中高溫儲熱材料；高溫混凝土已應用在太陽能熱發電等領域。2013?年，美國阿肯色大學開發出可耐?500oC?的中高溫新型混凝土；同年，國家電網公司在北京建成首個采用鎂磚為蓄熱材料的集中電采暖試點示范項目，工作溫度范圍?150oC—500oC。
潛熱儲熱材料可分為常低溫、中溫和中高溫相變材料。常低溫相變材料主要包括聚乙二醇、石蠟和脂肪酸等有機物及無機水合鹽，中溫相變材料主要包括硝酸鹽等無機鹽和有機糖醇等有機材料，中高溫相變材料主要包括氟化物、氯化物和鹽酸鹽等無機鹽、金屬和合金等。德國?ZAE?公司采用沸石為相變儲熱材料，建成?4 MWh?移動儲熱供熱裝置。江蘇啟能新能源材料有限公司采用相變溫度為?95oC?的水合鹽相變儲熱技術實現供暖，儲熱容量為?12 MWh。新疆阿勒泰市風電清潔供暖示范項目采用南京金合能源材料有限公司的相變儲熱磚，儲熱密度超過?835 kJ／kg?和?1680?MJ／m3。綜上，相變儲熱技術具有儲能密度高、體積小、溫度輸出平穩等優點，但循環壽命有待提升，隨著國內電能替代的發展需要，目前已經成為研究熱點。