中国储能网讯:早在2017年，调研机构GTM Research公司就2016年美国储能市场状况发布了一份研究报告。该研究预计，到2021年，储能系统的装机容量将增长到2GW以上 ，其中包括住宅储能、非住宅储能、电网规模储能系统，这将比2016年储能装机容量要高10倍以上。据估计，如此大规模的部署将使美国储能市场规模达到28亿美元。

锂离子电池储能系统可以存储和调节可再生能源

美国乔治·梅森大学的David Hart和Alfred Sarkissian研究了美国的电网规模电池储能系统，并于2016年向美国能源部提交了他们的研究结果。该研究一项主要成果表明，锂离子电池约占电网规模电池储能市场95%份额。然而，氧化还原液流电池和锌混合电池也成为储能市场上的主要技术。

尽管公用事业规模储能系统的部署在2018年的前三个季度略有下降，但预计在2019年仍将增长。电池储能系统可以调节可再生能源的可变性，并提高可靠性来提供按需供电，从而支持风能和太阳能等可再生能源项目。

各种电池都具有针对特定性能的功能和应用，但是，储能开发商的目标是相同的:选择一种能够确保储能系统经济、可靠、高效运行的电池。

锂离子电池

1991年，索尼公司推出了世界第一款锂离子电池，主要用于消费类产品。从那时起，锂离子电池已成为电网规模储能系统最广泛采用的电池技术。锂离子电池具有处理小规模应用的多功能性，例如为电动汽车供电;也可以应用在需要数小时储能的电网规模储能系统中。

锂离子电池的名字来源于在电极之间转移的锂离子，无论是为了储能而注入能量还是提取能量。锂离子电池使用锂化金属氧化物作为阴极(电子进入器件的带负电电极)而不是金属锂，通常采用碳用作阳极(电子离开器件的带正电电极)。与通过充电和放电改变电极的电池有所不同，锂离子电池提供更高的效率，因为离子运动使电极结构保持完整。

在锂电池家族中，还有一些电池供应商提供各种不同的电池产品和设计，并不断提高能源密度和循环寿命，降低成本。

对于30分钟至3小时的持续储能，与其他电池解决方案相比，锂电池具有最佳的能量密度。对于更长时间的持续储能，锂离子电池并不是最具成本效益的选择，这取决于应用场合，尤其是在考虑寿命成本时。锂离子电池也可配置成各种规模的电池组，以产生各种规模的电压和容量。

位于华盛顿州普尔曼的1MW/4MWh的储能系统由Avista公司运营。该系统使用Northern Power公司的FlexPhase转换器和UET公司的氧化还原液流电池为电网和最终用户提供多种服务，其中包括负载转移、黑启动功能、可再生能源集成和弹性。

锂电池组通常具有较窄的电压范围和较高的最小直流串联电压，相对于其他电池技术，锂电池可以将功率转换器的成本降至最低。锂离子电池的储能系统(ESS)的效率通常高于使用液流电池或锌混合电池。

例如，锂离子电池储能系统在额定功率下额定运行两小时，其往返效率为75%至85%。但是，额定运行30分钟的电池储能系统的效率可能在65%到75%的范围内。当然，规模较小的30分钟电池储能系统的初始成本较低，其效率更高，在长时间放电运行时寿命更长。

随着时间的推移，锂离子电池将会退化，在设计一个20年使用寿命的电池储能系统时，必须采取一个电池补充、更换和处理策略。虽然锂离子电池的固态特性意味着移动部件较少，但这意味着容量相对较小的锂离子电池与液流或锌混合电池相比，需要更复杂的监控和电池管理系统。

氧化还原液流电池

美国国家航空航天局在20世纪70年代研究了氧化还原液流电池(RFB)在太空计划中的应用，而将氧化和还原反应的液流电池用于储能的概念可以追溯到更久远的年代。

在氧化还原液流电池(RFB)中，两种化学组分溶解在系统内的液体中，并通过离子膜进行分离。该膜促进离子交换和电流流动，同时液体在阳极电解液和阴极电解液罐中保持分离。在这些电解液罐中发生的化学还原和氧化反应将产生的能量存储在液态电解质溶液中，这就是“氧化还原”的名称来源。

与锂离子电池类似，不同的液流电池具有多种不同的化学成分。电网规模液流电池储能解决方案的大多数产品都使用某种钒、铁、溴或钠溶液。

文章来源：《电网技术》 网址: http://www.dwjszzs.cn/zonghexinwen/2020/1102/575.html

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