地下含水层储能技术的现状与探讨
地下含水层储能技术的现状与探讨摘要：近年来，随着新能源技术的发展，在实际工程中，冷热源及空调系统方案的设置也越来越受到重视。因此，暖通工程设计人员也需要了解更多、更全面的能源利用方案，并结合工程实际情况，制定合理的设计方案。通过学习，并结合工程实例，笔者在本文中论述了含水层储能的基本原理和分类，提出了含水层储能技术的关键问题，在此基础上展望了含水层储能的未来，希望能为后续进行含水层储能应用研究及相关的地下水源热泵研究提供参考。
关键词：地下含水层含水层储能关键问题
1 前言
含水层储能（aquifer thermal energy storage, ates）是一种非传统的节能的供热供冷工艺，它是利用地下岩层的孔隙、裂隙、溶洞等储水构造以及地下水在含水层中流速慢和水温变化小的特点，用管井回灌的方法，将大气环境中冬季丰富的“冷”或夏季廉价的“热”季节性地储存在地下含水层中。由于灌入含水层的冷水或热水有压力（水头差），推挤了原来的地下水而储存在井周围含水层里。随着灌入水量的增加，灌入的冷水或热水不断地向四周运移，从而形成了“地下冷水库”或“地下热水库”。当生产需要时再抽取使用，在冷、热不是同时需要的场所实现供冷、供热。这种利用地下水含水层储存冷水或热水的技术方法称为地下含水层储能。
地下含水层储能
地下含水层储能 摘要 利用地下含水层储能是一项新的节能技术，它属于水文地质学的范畴，又属于能源动力工程范畴，是当前世界上许多国家解决能源危机、扩大能源资源的方法之一。地下含水层储能目前已成为一项应用日益广泛的实用储能技术，它可以很好地应用于大型空调项目。含水层储能系统能够跨季节利用夏季的热和冬季的冷，有效减少化石燃料的使用量进而减少对大气的污染。地下含水层储能技术具有节能和环保的重要意义，因而它具有广阔的应用前景。 1. 含水层储能发展历史 早在 20 世纪 60 年代，为了控制工业上地下水过度抽取所引起的地面沉降，同时为解决纺织厂夏季空调冷源问题，中国的孙永福提出了地下含水层储能技术。到 1966 年，有人提出了地下含水层储热水的概念，相应的储冷水概念很早就进行了检验。直到 1976 年，当这方面的研究报告突然增多时，才引起了广泛的兴趣。许多单位报道了包括现场试验及其数字模拟研究的项目，如瑞士的Nechatel 大学、美国的Auburn大学及美国地质调查局、法国地质及采矿研究办公室。在瑞士、德国、法国及土耳其还进行了一些较小规模的现场试验。在美国通用电力公司 TEMPO 报告中讨论了含水层储能在美国未来能源系统中的作用。同年，在苏格兰Turnberry举行的北约组织科学委员的会议上也鼓励进一步发展含水层储能ATES（AquiferThermal Energy Storage）的概念。近十年来，国内外都非常重视该方面的技术研究。 当今日益紧迫的能源危机迫使人们寻找节能的新方法的同时，加快寻找新能源的步伐；而逐渐严格的环保法规要求人们采用更加洁净的能源。地下含水层储能是一种日益受到重视的可再生能源新技术，具有能量容量大、价格低廉、环保无污染等优点。因此，地下含水层储能技术特别适用于展览馆、体育馆、大型商场、候机大厅等建筑群的大型空调系统，具有较高的经济性、可靠性和稳定性。
2018版储能原理与技术作业参考答案
《储能原理与技术》参考答案 第一章储能的基本概念和意义 一.名词解释：一次能源，二次能源，储能 答： 一次能源：指早就“自然”存在着的化石能源，只需要支付采掘费用； 二次能源：指人造的能源，不但需要支付采掘费用，还需支付存储费用； 储能:又称蓄能，是指使能量转化为在自然条件下比较稳定的存在形态的过程。 二.简答题 1、人均用电量的意义及我国目前人均用电量在全世界所处的位置？ 答： 人均用电量这个指标可以在一定程度上反映一个国家或地区经济发展水平和人民生活水平。 从全球看，人均用电量可以分为这样四个档次： 第一个档次是年人均用电量在1万千瓦时以上的，主要是北美、北欧及澳大利亚等少数发达国家; 第二个档次是5000-10000千瓦时，大部分发达国家都在此列; 第三个档次是2000-5000千瓦时，主要包括金砖国家等新兴市场; 第四个档次是不足2000千瓦时，主要是一些发展中国家和欠发达地区。 我国人均年用电量不足4000千瓦时，约是日本的1/2、美国的1/3，中国人均生活用电量仍处于发展中阶段，处于第三档次。 2、发展电力储能技术的根本动力是什么？ 答： 将谷期（深夜和周末）的电能储存起来供峰期使用，可大大改善电力供需矛盾，提高发电设备利用率。这是发展储能技术的根本动力。 3、储能技术的应用场合？ 答： （1）削峰填谷，负荷调节；
（2）紧急事故备用，系统安全； （3）节约投资，提高设备利用率； （4）方便使用：汽车——蓄电池； （5）降低污染、环保：氢能； （6）克服新能源利用中先天不稳定的缺陷：太阳能、风能 4、如何正确看待引入储能系统的作用？ 答： 储能系统本身并不能节约能源，其引入主要是可以提高能源利用体系的效率，促进新能源如太阳能、风能的发展以及废热的利用。结合自然能源，节约常规能源。 5、储能在电力系统中的作用？ 答： （1）电力调峰 （2）计划内的暂时电能支撑； （3）改善电能质量，包括电流、电压和频率； （4）在电网运行状态恶化时支持电网运行； （5）可再生能源发电高渗透率接入下的电网平衡调节； （6）提高电力资产利用率。 6、请列出影响储能技术选择的几个关键技术性能和经济性指标。 答： （1）投资费用 （2）能量和功率密度 （3）循环寿命 （4）对环境的影响 三．论述题：请描述有哪些典型的储能技术，及其这些储能技术对应的性能指标？ 答：根据以下两个表进行描述。
压缩空气地下咸水含水层储能技术_胡贤贤
第2卷 第5期 新 能 源 进 展 Vol. 2 No. 5 2014年10月 ADVANCES IN NEW AND RENEWABLE ENERGY Oct. 2014 * 收稿日期：2014-04-10 修订日期：2014-06-03 基金项目：上海市科委资助项目（13dz1203103） ? 通信作者：张可霓，E-mail ：keniz@https://www.wendangku.net/doc/286831434.html, 文章编号：2095-560X （2014）05-0390-07 压缩空气地下咸水含水层储能技术* 胡贤贤，张可霓?，郭朝斌 （同济大学，上海 201804） 摘 要：能源危机和温室效应促进了可再生能源的利用，储能技术是解决太阳能、风能波动问题的重要手段。压缩 空气储能（Compressed Air Energy Storage, CAES ）技术是仅次于抽水蓄能的第二大蓄能技术。目前CAES 多是通过洞穴实现，其主要缺点是对地质要求较高，合适的洞穴数量有限，为扩大其应用，可使用地下咸水含水层作为储层。本文介绍了CAES 电站的工作原理、优缺点及各国的发展现状，并分析了利用地下咸水含水层进行压缩空气储能的可行性、优点及一些问题与技术方法，如储层内残余烃的影响、氧化与腐蚀作用、颗粒的影响及缓冲气的选择，表明含水层CAES 将是拓宽CAES 应用的重要途径。 关键词：压缩空气；储能；孔隙介质；咸水含水层 中图分类号：TK02 文献标志码：A doi ：10.3969/j.issn.2095-560X.2014.05.011 Compressed Air Energy Storage Using Saline Aquifer as Storage Reservior HU Xian-xian, ZHANG Ke-ni, GUO Chao-bin (Tongji University, Shanghai 201804, China) Abstract: Energy crisis and greenhouse effect have promoted the utilization of renewable energy. Energy storage technology is an indispensable part in solving the fluctuation problem for the utilization of solar energy, wind energy, etc. Compressed air energy storage (CAES) technology is the second large energy storage potential just after the pumped hydro storage technology. At present, reservoirs for the CAES are usually underground caverns which are highly limited by geological conditions. Using saline aquifer as the storage reservoir can extend the utilization of the CAES. Herein, the operation principle, advantages and disadvantages of CAES plant are introduced. The feasibility, problems and the key technologies used in aquifer CAES such as the residual hydrocarbons, oxidation, corrosion, particulates and the choice of cushion gas are discussed. This study concludes that the use of saline aquifer as storage reservoir will be an important way to extend the application of CAES. Key words: compressed air; energy storage; porous media; saline aquifer 0 前 言 随着社会的发展，人类对能源的需求量越来越大，传统的化石燃料作为非可再生能源随着人类的不断消耗已经日益减少，同时这些化石燃料燃烧过程排放出大量的CO 2等温室气体造成了全球气候变暖等问题。为缓解能源危机、减少环境污染，人类开始不断开发诸如太阳能、风能等可再生资源。这类资源具有储量大、污染少、可再生等优点，但在利用过程中存在一个关键性问题：这些可再生能源往往具有很大的波动性且难以与用户能量需求波动 保持一致。比如在用电低谷时段往往是风力机出力最大的时段，发电量与用电量无法保持一致。因此借助储能装置来抑制风电等系统的波动性，使其变得“可控、可调”是充分利用可再生能源的关键[1]。 另外，随着经济的发展，由于国民经济结构变化、人民生活水平的提高、民用和商业用电比重上升等原因使得用电峰谷差越来越大[2]，调峰问题已成为电网运行中的主要问题，部分电网已出现拉闸限电的局面，这在一定程度上也推动了储能技术的发展。合适的蓄能方式可以对电网进行削峰填谷，保障电网的平稳运行。
高性能一维纳米储能材料的制备科学与结构性能优化-武汉理工大学
推荐申报2016年度教育部高校科学研究优秀成果奖（自然科学奖） 项目公示材料 1、项目名称：高性能一维纳米储能材料的制备科学与结构性能优化 2、推荐单位：武汉理工大学 3、项目简介： 本项目所属学科为低维无机非金属材料。 新能源汽车是十三五规划中重点支持的战略性新兴产业，电化学储能器件作为新能源汽车的核心部件，其发展受限于电极材料，能量密度、功率密度、循环稳定性无法满足日益增长的性能要求。一维纳米材料因具有比表面积大、轴向电子通道连续、径向离子扩散距离短等优势，能有效提高电极材料的电活性，是目前研究的前沿和热点。但传统一维纳米电极材料面临容易发生自团聚，比表面积低，电导率低，晶体结构稳定性差等关键问题。本项目在国家自然科学基金、教育部新世纪优秀人才支持计划等科研项目的持续支持下，在高性能一维纳米储能材料的复杂结构构筑、晶体结构调控、性能增强等方面开展了系统深入的研究，形成了自己的研究特色，取得的重大科学发现和成果如下： （1）提出了构筑纳米棒/纳米线分级结构、纳米棒搭接组装纳米线结构、纳米带/纳米卷自缓冲结构等六种复杂分级结构的构筑模型，发现上述结构抑制了自团聚，增加了活性位点。有效提升比表面积，缩短离子扩散距离。提供了有效导电通道，大幅提高材料的电导率，提升倍率性能和循环稳定性。分级异质结构纳米线的容量保持率提高了25%，以分级介孔纳米线为电极材料的锂空气电池容量达11000 mAh/g以上。 （2）提出了三种导电物质包覆金属氧化物的制备模型，构筑了黄瓜状同轴纳米线、半中空双连续石墨烯卷包覆结构等复杂同轴纳米线结构，发现石墨烯、导电聚合物可明显提高材料的电导率和循环稳定性，包覆物质与本体材料之间的电子转移与界面特性显著提升了材料的电化学性能。相比于包覆前，黄瓜状MnO2/PEDOT/V2O5 同轴纳米线的单次衰减率下降70%，H2V3O8/石墨烯半中空双连续纳米线的容量在大电流密度下提升了4.5倍。 （3）提出了电化学预钠化方法，改善纳米线材料的本征结构，发现预嵌入可有改善电解液离子扩散，提高材料的循环稳定性。电解液离子在Na x MnO2(x=0.7和0.9)的扩散速率得到大幅提升，促进了二氧化锰的氧化还原反应过程，能量密度提高10倍，1000次循环后容量保持率达到99.9%。 项目完成期间发现提出了分级异质结构等6种分级结构构筑、黄瓜状同轴纳米线构筑等3种导电物质包覆构筑的优化策略，提出了电化学预嵌入优化策略，制备了多种高性能一维纳米储能材料，极大推动了电化学储能器件的研究与应用。项目发表SCI论文45篇，其中10篇代表性论文中9篇影响因子大于9，包括Nature Commun. 1篇，Adv. Mater. 2篇，PNAS 1篇，J. Am. Chem. Soc. 1篇，Nano Lett. 3篇，代表性论文被国际著名期刊Science、PNAS等SCI他引739次，10篇代表性论文平均影响因子为12.461，6篇入选ESI高被引论文，单篇最高SCI他引278次，被国际著名电化学专家Yury Gogotsi教授等多位本领域国际权威学者正面引用和高度评价。应邀参编Elsevier出版的专著1部，在美国MRS Meeting等国际会议做特邀报告20余次。第一完成人麦立强应Chem. Rev. (IF=45.661)邀请撰写封面专题综述，当月5篇高下载阅读量论文中名列第一，被选为ESI热点论文；应邀担任会议主席举办Nature能源材料国际会议、美国MRS能源材料表征分会、第十届中美华人纳米论坛等重要学术会议；获2014年国家杰出青年基金资助，入选国家百千万工程，并被授予“有突出贡献中青年专家”称号。荣获中国青年科技奖、光华工程科技奖等。 4、主要完成人情况(公示姓名、排名、技术职称、工作单位、完成单位、对本项目技术创造性贡献)
地下水技术方法课件
第三章环境现状调查与评价 第四节地下水环境现状调查与评价 专题二、环境现状调查与评价 四、地下水环境现状调查与评价 （一）熟悉水文地质条件调查的主要内容和常用参数（导则、教材P103、P125） 1. 水文地质条件调查的主要内容（此处参照导则原文）。 水文地质条件调查的主要内容包括以下十个方面： （1）气象、水文、土壤和植被状况。 （2）地层岩性、地质构造、地貌特征与矿产资源。 （3）包气带岩性、结构、厚度。 （4）含水层的岩性组成、厚度、渗透系数和富水程度；隔水层的岩性组成、厚度、渗透系数。 （5）地下水类型、地下水补给、径流和排泄条件。 （6）地下水水位、水质、水量、水温。 （7）泉的成因类型，出露位置、形成条件及泉水流量、水质、水温，开发利用情况。 （8）集中供水水源地和水源井的分布情况（包括开采层的成井的密度、水井结构、深度以及开采历史）。 （9）地下水现状监测井的深度、结构以及成井历史、使用功能。 （10）地下水背景值（或地下水污染对照值）。 2.常用的水文地质参数（P103） （1）孔隙度（P103）： ①定义：是指某一体积岩石（包括孔隙在内）中孔隙体积所占的比例。也即是多孔体中所有孔隙的体积与总体积之比。孔隙度是一个比值，可用小数或百分数表示。 ②影响因素：孔隙度的大小主要取决于分选程度及颗粒排列情况，另外颗粒形状及胶结充填情况也影响孔隙度。 ③对地下水的影响：孔隙的多少、大小、形状、连通情况和分布规律，对地下水的分布和运动具有重要影响。 （2）有效孔隙度（P103）：由于多孔介质中并非所有孔隙都相互连通，把连通的孔隙体积与总体积之比称为有效孔隙度。 （3）渗透系数（又称水力传导系数）（P104）（P126）： ①定义及表示方式：在各向同性介质中，它定义为单位水力梯度下的单位流量，表示流体通过孔隙骨
储能技术研究进展
储能技术研究进展 能源短缺和环境恶化是全球性问题，开发可再生能源，实现能源优化配置， 发展低碳经济，是世界各国的共同选择。但是，可再生能源受天气及时间段的影响较大，具有明显的不稳定、不连续和不可控性。需要开发配套的电能储存装置，来保证发电、供电的连续性和稳定性。国外有关研究表明，如果风电装机占装机总量的比例在10%以内，依靠传统电网技术以及增加水电、燃气机组等手段基本可以保证电网安全。但如果所占比例达到20%甚至更高，电网的调峰能力和安全运行将面临巨大挑战。储能技术在很大程度上解决了新能源发电的随机性、波动性问题，可以实现新能源发电的平滑输出，能有效调节新能源发电引起的电网电压、频率及相位的变化，使大规模风电及太阳能发电方便可靠地并人常规电网。 现有的储能技术主要包括物理储能、电化学储能、电磁储能、氢储能、相变 储能和热化学储能等类型。其中，物理储能、电化学储能、电磁储能和氢储能主 要储存电能，物理储能包括抽水储能、压缩空气储能级飞轮储能等；电化学储能包括铅酸、锂离子、镍镉、液流和钠硫等电池储能；电磁储能包括超导储能和超 级电容储能；为了实现氢储能完整的转换链，就要从氢气的制取、储存、发电等 方面整体规划，在关键技术上进一步突破。而相变储能和热化学储能主要储存热能或由电能转化的热能，相变储能按材料的组成成分可分为无机类、有机类（包括高分子类）以及复合类储能材料；热化学储能基于热化学反应，而热化学反应体系主要包括金属氢化物体系、氧化还原体系、有机体系、无机氢氧化物体系以及氨分解体系。 1. 物理储能 物理储能一般用于大规模储能领域，主要包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等，其中抽水储能是主要的储能方式。物理储能是利用天然的资源来实现的一种储能方式，因此更加环保、绿色，而且具有规模大、循环奉命长和运行费 用低等优点。缺点是建设局限性较大，其储能实施的地理条件和场地有特殊要求。而且因为其一次性投资较高，一般不适用于小规模且较小功率的离网发电系统。1.1 抽水储能 目前在电力系统中应用最广泛的一种物理储能技术，即为抽水储能。它是一种间接的储能方式，用来解决电网高峰与低谷之间的供需矛盾。水库中的水被下半夜过剩的电力驱动水从下水库抽到上水库储存起来，然后在第二天白天和前半夜将水闸打开，放出的水用来发电，并流入到下水库。即使在转化间会有一部分能量因此而流失，但在低谷时压荷、停机等情况下，使用抽水储能电站仍然比增建煤电发电设备来满足高峰用电而来得便宜，具有更佳的效果。除此以外，抽水
全球储能技术发展现状与应用情况
全球储能技术发展现状与应用情况 一、储能技术分类、技术原理、主要特征 针对电储能的储能技术主要分为三类:电化学储能(如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、锂离子电池、镍镉电池、超级电容器等) 、物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)和电磁储能(如超导电磁储能等)。 也可以分为功率型和能量型，功率型的特点是功率密度大、充放电次数多、响应速度快、能量密度小的特点，例如飞轮、超级电容、超导；能量型的特点是能量密度大、响应时间长、充放电次数少、功率密度低等特点。例如蓄电池。 从目前的情况来看，两种储能设备混用会产生更大的效果,混用比单一使用更有利于降低成本。（最近的一篇论文介绍的模型计算结果是在微网中使用超级电容和蓄电池两种混合储能成本是单一储能成本的33.8%。） （一）电化学储能技术 1、钠硫电池 钠硫电池的正极活性物质是液态的硫（S）；负极活性物质是液态金属钠（Na），中间是多孔性瓷隔板。它利用熔融状态的金属钠和硫磺在300℃以上高温条件下，进行氧化-还原反应，完成充放电过程。 钠硫电池的主要特点是能量密度大（是铅蓄电池的3倍）、充电效率高（可达到80%）、可大电流、高功率放电、循环寿命比铅蓄电
池长。然而钠硫电池在工作过程中需要保持高温，有一定安全隐患。由于钠硫电池中所用的储能介质金属钠和硫磺均为易燃、易爆物质，对电池材料要求十分苛刻，目前只有日本（NGK）公司实现产品的产业化生产。 图1 钠硫电池储能系统原理 （来源：美国储能协会） 2、液流电池 液流氧化还原电池(Redox flow cell energy storage systems)，简称液流蓄电站或液流电池，与通常蓄电池活性物质包含在阳极和阴极不同，液流电池作为氧化-还原电对的活性物质分别溶解于装在两个大储液罐中的溶液里，各用一个泵使溶液流经液流电池堆中高选择性离子交换膜的两侧，在其多孔炭毡电极上发生还原和氧化反应。电池堆通过双极板串联，结构类似于燃料电池。目前还发展有在一个或两个电极上发生金属离子(及非金属离子)溶解/沉积反应的液流电池。 由于液流电池的储能容量由储存槽中的电解液容积决定，而输出功率取决于电池的反应面积，通过调整电池堆中单电池的串连数量和电极面积，能够满足额定放电功率要求。两者可以独立设计，因此系
新能源储能系统发展现状及未来发展趋势
新能源储能系统发展现状及未来发展趋势 目录 第一章新能源储能系统相关论述 (1) 新能源相关论述 (1) 新能源定义 (1) 新能源分类 (1) 储能技术相关论述 (1) 储能技术的定义 (1) 储能技术的分类 (1) 第二章国内外新能源储能系统的发展动态分析 (2) 日本新能源储能系统的发展动态分析 (2) 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 (2) 新能源储能系统的未来发展趋势 (3) 新能源储能系统在实际中的应用 (3) 美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 (4) 政策与投资力度 (4) 储能技术的经济性瓶颈 (5) 我国新能源储能系统的现状 (5) 储能是构建智能电网的关键环节 (6) 商业模式不成熟制约储能发展 (6) 第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 (8) 新能源储能系统的实际应用 (8) 创能、节能与储能的完美搭配 (9) 国内新能源储能技术瓶颈解析 (10) 新能源科技发展的核心—储能技术 (10) 新能源无"仓库储能"的尴尬 (10) 储能技术的突破效应 (11) "不能等肚子饿了才去种麦子" (12) 第四章新能源储能系统的发展趋势 (13) 日本新能源储能系统的发展趋势 (13) 储能电池的发展趋势 (13) 我国新能源储能系统的发展趋势 (13) 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 (13) 新能源并网储能市场发展前景预测分析 (14)
第一章新能源储能系统相关论述 新能源相关论述 新能源定义 新能源的定义为：以新技术和新材料为基础，使传统的可再生能源得到现代化的开发和利用，用取之不尽、周而复始的可再生能源取代资源有限、对环境有污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。 新能源分类 新能源一般是指在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重视。 储能技术相关论述 储能技术的定义 储能技术是将电力转化成其他形式的能量储存起来，并在需要的时候以电的形式释放。 储能技术的分类 目前全球储能技术主要有物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等）和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化学储能，其中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、能量转换效率和经济性等方面取得重大突破，产业化应用的条件日趋成熟。
全球储能技术的发展现状及前景分析
全球储能技术的发展现状及前景分析 北极星储能网讯:一直以来，储能技术的研究和发展备受各国能源、交通、电力、电讯等部门的高度关注，尤其对发展新能源产业具有重大意义。受 环境约束，各国纷纷大力提倡发展新能源，然而由于新能源发电具有不稳定性 和间歇性,大规模开发和利用将使供需矛盾更加突出,全球弃风、弃光问题普遍存在，严重制约了新能源的发展。因此，储能技术的突破和创新就成为新能源能 否顺利发展的关键。从某种意义上说，储能技术应用的程度将决定新能源的发 展水平。 （一）全球各储能技术装机情况 近年来，储能市场一直保持较快增长。据美国能源部全球储能数据库（DOEGlobalEnergyStorageDatabase）2016 年8 月16 日的更新数据显示，全球累计运行的储能项目装机规模167.24GW（共1227 个在运项目），其中抽水蓄能161.23GW（316 个在运项目）、储热3.05GW（190 个在运项目）、其他机械储能1.57GW（49 个在运项目）、电化学储能1.38GW（665 个在运项目）、储氢 0.01GW（7 个在运项目），具体见全球累计运行的储能项目装机量以抽水蓄能占 比最大，约占全球的96%。按照总装机量，中国成为装机位列第一的国家，日 本和美国次之，三国装机分别为32.1GW、28.5GW 和24.1GW，共占全球装机 总量的50%。全球累计运行储能项目装机排名前十的主要是亚洲和欧洲国家， 详见表1。 （二）全球储能技术区域分布情况 全球的储能项目装机主要分布在亚洲、欧洲和北美，见按照储能技术类 型分布来看，抽水蓄能装机占比最大，主要分布在中国、日本和美国。与2014
储能电站技术要求概要
性能要求 2.1 总体要求 2.1.1 2.1.2 测。 2.1.3 电池储能系统的监控系统及其子系统（包括电池管理系统、变流装电池储能系统要求能够自动化运行，运行状态可视化程度高。交直流回路及监控软件须能够对交直流各回路进行电流和电压监 置就地控制器、储能系统配套升压变及高低压配电装置监控单元等）所采用的通讯协议应向客户完全开放，且需符合国际通用标准及客户要求。 2.1.4 电池组的布置和安装应方便施工、调试、维护和检修，若有特殊要 求应特别注明；变流器应安装简便，无特殊性要求。 2.1.5 电池储能系统设备均为室内布置。投标方所提供的设备尺寸和数量 （考虑了检修和巡视通道后）应满足房间尺寸要求，不得大于该房间尺寸。 2.2 环境条件 表2.1 环境条件参数表 环境项目 海拔高度（m）安装地点 最高温度（℃）最低温度（℃） 户外环境温度 最大日温差（K）最高日平均气温（℃） 耐地震能力 （按IEC61166进行试验，安全系数1.67） 水平加速度 g 垂直加速度 招标人要求值≯1600m 户内 投标人保证值 2.3 技术参数与指标 2. 3.1 投标方应提供的技术数据表 投标文件中应包含如下数据（按2MW电池储能系统填写）及所依据的计算方法，并保证供货设备的性能特性与提供的数据一致。 表2.2 磷酸铁锂电池储能系统（以2MW为单元） 序号 1 额定放电功率
名称 招标人要求值 2MW 投标人保证值投标人填写 备注 性能应达到1.5倍放 电功率 额定充电功率 2MW 8MWh（第一包填写） 3 额定储能容量 12MWh（第二包填写） 投标人填写 即2MW×6h 投标人填写 投标人填写即2MW×4h 4 储能能量效率—投标人填写 以35kV侧出线侧为考核点 5 6 7 8 充放电转换时间单体电池数量电池串并联方式柜体或台架材料外形尺寸<1s ——— 投标人填写额定功率时投标人填写投标人填写投标人填写 9 （长×深×高，mm） 10 11 12 13 14 15 15.1 15.2 重量（kg）防护等级（户内）噪音 —投标人填写 — IP2X 65dB 投标人填写投标人填写投标人填写投标人填写投标人填写 投标人填写投标人填写投标人填写投标人填写投标人填写 距离设备1m处 20~200Ah 运行环境温度（户内）℃~+35℃待机损耗防雷能力标称放电电流残压额定容量（Ah）额定电压 <3% >25kA <1kV 投标人填写—— 16
储能技术
储能技术 储能技术主要分为储电与储热。 储能技术主要分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)三大类。根据各种储能技术的特点，飞轮储能、超导电磁储能和超级电容器储能适合于需要提供短时较大的脉冲功率场合，如应对电压暂降和瞬时停电、提高用户的用电质量，抑制电力系统低频振荡、提高系统稳定性等;而抽水储能、压缩空气储能和电化学电池储能适合于系统调峰、大型应急电源、可再生能源并入等大规模、大容量的应用场合。 目前最成熟的大规模储能方式是抽水蓄能，它需要配建上、下游两个水库。在负荷低谷时段抽水蓄能设备处于电动机工作状态，将下游水库的水抽到上游水库保存，在负荷高峰时设备处于发电机工作状态，利用储存在上游水库中的水发电。其能量转换效率在70%到75%左右。但由于受建站选址要求高、建设周期长和动态调节响应速度慢等因素的影响，抽水储能技术的大规模推广应用受到一定程度的限制。目前全球抽水储能电站总装机容量9000万千瓦，约占全球发电装机容量的3%。 压缩空气储能是另一种能实现大规模工业应用的储能方式。利用这种储能方式，在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机，将空气高压密封在山洞、报废矿井和过期油气井中;在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃汽轮机发电。由于具有效率高、寿命长、响应速度快等特点，且能源转化效率较高(约为75%左右)，因而压缩空气储能是具有发展潜力的储能技术之一。 目前储能方式主要分为三类:机械储能、电磁储能、电化学储能。 一、机械储能 机械储能包括:抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能。 1、抽水储能 抽水储能是在电力负荷低谷期将水从下池水库抽到上池水库，将电能转化成重力势能储存起来，在电网负荷高峰期释放上池水库中的水发电。抽水储能的释放时间可以从几个小时到几天，综合效率在70%~85%之间，主要用于电力系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。抽水蓄能电站的建设受地形制约，当电站距离用电区域较远时输电损耗较大。 2、压缩空气储能 压缩空气技术在电网负荷低谷期将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推
地下水源热泵的优劣分析
地下水源热泵：大面积推广应该慎重对待 地下水源热泵（Ground Water Heat Pumps，GWHP）是地源热泵（Ground Source Heat Pumps，GSHP）的一个分支。这项技术起始于1912年，瑞士Zoelly提出了“地热源热泵”的概念。1948年，第一台地下水源热泵系统在美国俄勒冈州波特兰市的联邦大厦投入了运行。在其后的几十年中，地下水源热泵得到了更为广泛的应用。美国在过去的10年内，地下水源热泵的年增长率为12%，现在大约有500，000套（每套相当于12kW）地下水源热泵在运行，每年大约有50，000套地下水源热泵在安装。我国地下水源热泵从1997年开始学习和引进欧洲产品，出现了大规模的地下水源热泵采暖工程项目。到1999年底，全国大约有100套地下水源热泵供热或制冷系统[1]. 在我国，煤炭作为主要能源，长期以来在生产、消费中占据着绝对主导地位。尽管近年来煤炭所占比例略有下降，但仍保持在65%以上，并再次呈现出上升的迹象[2].只有减少煤炭的使用，大气污染问题才有可能得到解决。我国城乡建筑发展迅速，近几年来每年建成的住宅面积，城镇已至4～5亿平方米，农村则达7～8亿平方米，其中供热、空调的建筑面积高达6.5亿平方米。与气候条件接近的发达国家相比，我国居住建筑单位面积供暖能耗为他们的3倍左右[3].现在，这些高能耗建筑冬季供暖与夏季空调的使用正日益普遍，解决它们所造成的能源浪费和环境污染问题已成为紧迫的需要。现在我国禁止在城镇建设中小型燃煤锅炉房。因此，除了集中供热的型式以外急需发展其它的替代供热方式。热泵（包括地下水源热泵）就是这样一种可以有效节省能源、减少大气污染和CO排放的供热和空调新技术。 1、基本工作原理 地下水源热泵系统的低位热源是从水井或废弃的矿井中抽取的地下水。热泵机组冬季从生产井提供的地下水中吸热，提高品位后，对建筑物供暖，把低位热源中的热量转移到需要供热和加湿的地方，取热后的地下水通过回灌井回到地下。夏季，则生产井与回灌井交换，而将室内余热转移到低位热源中，达到降温或制冷的目的，另外还可以起到养井的作用。 如果是水质良好的地下水，可以直接进入热泵进行换热，这样的系统我们称为开式环路。实际工程中更多采用闭式环路形式的热泵循环水系统，即采用板式换热器把地下水和通过热泵的循环水分隔开，以防止地下水中的泥沙和腐蚀性杂质对热泵机组的影响[3]. 由于较深的地层不会受到大气温度变化的干扰，故能常年保持恒定的温度，远高于冬季的室外空气温度，也低于夏季的室外空气温度，且具有较大的热容量，因此地下水源热泵系统的效率比空气源热泵高，COP值一般在3和4.5之间，并且不存在结霜等问题。此外，冬季通过热泵吸收大地中的热量提高空气温度后对建筑物供热，同时使大地中的温度降低，即蓄存了冷量，可供夏季使用；夏季通过热泵把建筑物的热量传输给大地，对建筑物降温，同时在大地中蓄存热量以供冬季使用。这样，在地下水源热泵系统中大地起到了蓄能器的作用，进一步提高了空调系统全年的能源利用效率。 地下水源热泵系统还可以产出生活热水，其水路连接方式大致有四种。最简单的方式有空调水系统与生活热水水系统完全分开和相关联且井水系统串级连接这两种，但是前者冷凝温差太小，后者也不能解决生活热水用的水源热泵机组停机时空调系统容量减小的问题。所以有了在后者基础上增加电动三通阀的方式，这样不仅减小了装机容量、降低了初投资，而且机组的配置也更加合理，提高了系统总能效比。此外，目前还有一种生活热水采用热回收型水源热泵机组的连接方式[4].后两种方式充分利用了井水的能量，且通过回收空调系统的冷凝热来制备生活热水，使整个系统的能效比得到了提高，比较合理、节能。 国内的地下水回灌基本上采用原先的人工回灌方式，主要分为压力回灌和真空回灌两种。压力回灌适用于高水位和低渗透性的含水层，也适用于低水位和渗透性好的地下含水层；而真空回灌则仅适用于低水位和渗透性好的含水层。现在国内的大多数系统都采用的是真空回灌的地下水回灌方式。另外，国内通常采用回扬和清洗的方式来维持地下水的回灌。回扬次数和回扬的时间视含水层的透水性大小而定，其次要考虑井的特征、水质、回灌量和回灌技术方法。这些都是非常专业化的工作，大大增加了用户的维护工作量，而且这种操作对井的损害也很大，会造成系统寿命的降低[5].
熔融盐储能技术及应用现状汇总
熔融盐储能技术及应用现状 随着全球新能源产业的快速发展，风力发电与太阳能等随机性和间歇性很强的发电方式对电网的正常运行管理提出了相当高的挑战，相应地，各类储能（储热）技术也逐渐纳入了人们的视角。熔融盐储能技术是利用硝酸盐等原料作为传热介质，通过新能源发出的热能与熔盐的内能转换来存储或发出能量，一般与太阳能光热发电系统结合，使光热发电系统具备储能和夜间发电能力，满足电网调峰需要，具有很强的经济优势，已经在西班牙、意大利等欧洲地区和部分北美地区等发达国家得到了实际的商业化应用。 一、熔融盐介绍 1.1 熔融盐的特性 熔融盐是盐的熔融态液体，通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体，广义上的熔融盐还包括氧化物熔体及熔融有机物。除了单一无机盐外，将同一类熔融盐按照一定比例混合，或者将不同种类的熔融盐按照一定的配方混合，可以形成多种新型混合共晶熔融盐。这些混合熔融盐可以根据成分配比的不同，获得各种熔点和使用温区的熔融盐工质，能够避免硝酸盐使用温度低、氯化盐熔点温度高等缺点，同时保留熔融盐热稳定性和化学稳定性好、饱和蒸汽压低、比热容大等一系列优点，因此在工业上获得了广泛应用。目前，寻找性能优越的混合熔融盐成为熔融盐传热蓄热研究的主要方向之一。 熔融盐有不同于水溶液的诸多性质，主要包括：①熔融盐为离子熔体，通常由阳离子和阴离子组成，具有良好的导电性能，其导电率比电解质溶液高1个数量级；②具有广泛的使用温度范围，通常的熔融盐使用温度在300～1000℃之间，新研发的低熔点混合熔融盐使用温度更是扩大到了60～1000℃；③饱和蒸汽压低，保证了高温下熔融盐设备的安全性；④热容量大；⑤对物质有较高的溶解能力；⑥低粘度；⑦化学稳定性好；⑧原料易获得，价格低廉，与常见的高温传热蓄热介质——导热油和液态金属相比，绝大多数熔融盐的价格都非常低廉，且容易获得。这些优异的特性使熔融盐被广泛用作热介质、化学反应介质以及核反应介质，尤其近些年来在太阳能热发电系统中，熔融盐得到了广泛的应用。
飞轮储能技术的现状和发展前景
飞轮储能技术的现状和发展前景 飞轮储能系统(FESS)又称飞轮电池或机械电池,由于它与化学电池相比所具有的巨大优势 和未来市场的巨大潜力,引起了人们的密切关注。它结合了当今最新的磁悬浮技术、高速电机技术、电力电子技术和新材料技术,使得飞轮储存的能量有了质的飞跃,再加上真空技术的应用,使得各种损耗也非常小。 飞轮电池的发展开始于20 世纪70 年代,当时正处于石油禁运和天然气危机时期。此时,美国能量研究发展署(ERDA) 及其后的美国能源部(DoE) 资助飞轮系统的应用开发,包括电动汽车的超级飞轮的研究。Lewis 研究中心(LeRC) 在ERDA 的协助和美国航空航天局(NASA) 的资助下专门研究用于真空下的机械轴承和用于复合车辆的飞轮系统的传动系统。NASA 同时也资助Goddard 空间飞行中心(GSFC) 研究适用于飞行器动量飞轮的电磁轴承。 80 年代,DoE 削减了飞轮储能研究的资助,但NASA 继续资助GSFC 研究卫星飞轮系统的电 磁轴承,同时还资助了Langley 研究中心(LaRC) 及Marshall 空间飞行中心(MSFC) 关于组合能量储存和姿态控制的动量飞轮构形的研究。 近10 年来,一大批新型复合材料和新技术的诞生和发展,如高强度的碳素纤维复合材 料(抗拉强度高达8. 27 GPa) 、磁悬浮技术和高温超导技术、高速电机/ 发电机技术以及电力电子技术等,使得飞轮能够储存大量的能量,给飞轮的应用带来了新的活力。它可应用于国防工业(如卫星、电磁炮和电热化学枪、作战侦察车辆等) 、汽车工业(电动汽车) 、电力行业(如电力质量和电力负载调节等) 、医疗和电信业(作UPS 用) 等1NASA 的应用有航天器(宇宙飞船) 、发射装置、飞行器动力系统、不间断电源(UPS) 和宇宙漫步者。 飞轮电池是一种高科技机电一体化产品,它在国防工业、汽车工业、电力工业、电信业等领域具有广阔的应用前景。作为电池家族的成员,这种新型的电池与化学电池相比具有以下几方面突出的优点：
2019年科技核心期刊(自然科学卷)
F034ACTA BIOCHIMICA ET BIOPHYSICA SINICA C096ACTA MATH EMAT I CA S CI ENTI A B030ACTA MATH EMAT I CA S I NI CA ENGLI S H S ERI ES I051ACTA MATH EMAT I CAE APPLI CATAE S I NI CA C105ACTA MECHANICA SINICA M100ACTA METALLURGICA SINICA I209ACTA OCEANOLOGICA SINICA G218ACTA PHARMACEUTICA SINICA B G001ACTA PHARMACOLOGICA SINICA I062ADVANCES IN ATMOSPHERIC SCIENCES I124ADVANCES IN POLAR SCIENCE I282ASIAN JOURNAL OF ANDROLOGY G780CANCER BIOLOGY&MEDICINE I072CELL RESEARCH I139CHEM I CAL RES EARCH I N CHI NESE UNIVERSI TI ES I710CHI NA COMMUN I CATI ONS I165CHINA FOUNDRY E158CHINA OCEAN ENGINEERING B023CHINESE ANNALS OF MATHEMATICS SERIES B D031CHI NESE CHEM I CAL LETTERS I154CHINESE GEOGRAPHICAL SCIENCE I207CHINESE HERBAL MEDICINES I166CHINESE JOURNAL OF ACOUSTICS I122CHINESE JOURNAL OF AERONAUTICS G011CHINESE JOURNAL OF CANCER I037CHINESE JOURNAL OF CANCER RESEARCH T100CHI NESE J OURN AL OF CHEM I CAL ENGI NEERING C070CHI NESE J OURN AL OF CHEM I CAL PHYSI CS I173CHI NESE J OURN AL OF CHEM I S TRY I116CHINESE JOURNAL OF ELECTRONICS E012CHINESE JOURNAL OF OCEANOLOGY AND LIMNOLOGY D017CHINESE JOURNAL OF POLYMER SCIENCE I219CHINESE JOURNAL OF POPULATION,RESOURCES AND ENVIRONMENT I200CHINESE JOURNAL OF TRAUMATOLOGY I201CHINESE MEDICAL JOURNAL G126CHINESE MEDICAL SCIENCES JOURNAL I071CHINESE OPTICS LETTERS C106CHINESE PHYSICS B C058CHINESE PHYSICS C C059CHINESE PHYSICS LETTERS B022CHI NESE QUAR TERLY J OURN AL OF MATH EMAT I CS C095COMMUNICATIONS IN THEORETICAL PHYSICS I720CSEE JOURNAL OF POWER AND ENERGY SYSTEMS I226DEFENCE TECHNOLOGY J075ENGINEERING F005ENTOM OTAX ONOM I A N092FRICTION I733FRONTIERS IN BIOLOGY I248FRONTIERS OF CHEMICAL SCIENCE AND ENGINEERING I735FRONTIERS OF COMPUTER SCIENCE I220FRONTIERS OF EARTH SCIENCE I243FRONTIERS OF MATERIALS SCIENCE
储能技术总结
储能技术 能源是人类赖以生存的基础，随着人类生活以及生产活动的高速发展，能源的需求量越来越大，由此，能源因开采或利用而引起的环境问题日益凸显。 （1）如何提高能源的利用效率？ （2）如何最大限度地利用低品位能源？ 随着太阳能、风能和海洋能等间歇性绿色能源的发展，储能技术在工业节能和新能源利用领域日益受到关注。 一、储能技术概述 储能技术是能源科学技术中的重要分支，可解决在能量供求在时间与空间不匹配的问题，可以作为提高能源利用效率的有效手段。如： （1）电力负荷的峰谷差； （2）太阳能、风能和海洋能的间歇性； （3）工业窑炉的间断运行等。 ●储能技术分类（依据：储能技术能量存储原理的不同） （1）物理储能，如：飞轮储能、水储能和压缩空气储能方式； （2）电磁储能，如：超导储能方式； （3）电化学储能，如：蓄电池储能、超级电容器储能方式； （4）相变储能：相变储能技术是以相变材料为基础的高薪技术，具有熔化、潜热高，相变过程可逆性好等特点。 ●材料 （1）储能材料：储能材料主要是储热材料为主，储热材料主要包括有机相变储热材料、熔融盐类相变储热材料、合金相变储热材料及复合类储热材料。 （2）微胶囊相变储能材料：是应用微胶囊技术在固液相变材料表面包覆一层性能稳定的高分子膜而构成的具有核壳结构的复合材料。 ●储能技术发展历史 储能技术名称领域原理 水储能技术 抽水蓄能电站利用电力负荷低谷时的电能抽水至上水库，在电力负荷高峰期再放水至下水库发电的水电站，从而达到储能的目的。 冰储能技术（蓄冷技术） 冰蓄冷空调系统利用夜间低谷负荷电力制冰储存在蓄冰装置中，白天融冰将所储存冷量释放出来，减少电网高峰时段空调用电负荷及空调系统装机容量，从而避免中央空调争用高峰电力。 相变储能技术化工、航天、电子、建 筑物的集中空调、采暖 及被动式太阳房等。 利用相变材料在一定温度范围内通过 改变物理状态而达到储能的目的。