电池技术支持“能源自给自足社会”迈向碳中和

全球范围内,脱碳和碳中和的进程正在加速。
可再生能源的广泛使用是实现这一目标的关键,但发电量易受天气和时间影响的波动性是一个挑战。
蓄电池作为一种能够解决这一问题、实现稳定、能源自给自足社会的技术,正备受关注。
本文将介绍可再生能源和蓄电池的作用、最新的技术趋势,以及企业和地方政府的实践案例。
1. 实现碳中和与能源自给自足社会的必要性
碳中和是指实现温室气体排放和吸收几乎为零。
日本已设定了到2050年实现碳中和的目标,并正在扩大可再生能源(如太阳能、风能和水力发电)的使用。
然而,仅靠可再生能源就面临以下挑战:
- 发电依赖于天气和时间(白天过剩,夜间短缺等)
- 利用剩余电力并在停电期间进行备用电力存在困难
- 必须稳定区域供需平衡
需要一个系统来吸收这些波动并确保稳定高效的能源使用,而蓄电池在其中发挥着核心作用。
2. 蓄电池技术的演变和作用
① 稳定供电
蓄电池可以暂时储存太阳能和风能产生的电力,并在用电高峰期或夜间供电。
这有助于平滑可再生能源的波动,稳定电力供应。
② 错峰充电,降低电费
在电费低的时候充电,在电费高的时候放电,可以降低成本。
③ 停电和灾害时的备用电源
在家中配备大容量蓄电池,即使在自然灾害和停电期间,也能保证基本公用设施和关键设施的正常运转。
④ 与电动汽车 (EV) 的集成
车到家 (V2H) 技术使电动汽车能够充当移动蓄电池,为家庭和办公室供电。
3. 蓄电池的种类
- 锂离子电池:目前的主流。高效长寿命。广泛应用于家庭和工业领域。
- NAS电池(钠硫电池):适用于大规模储能,可长时间放电。
- 全固态电池:作为下一代技术正在开发中。预计将提高安全性和能量密度。
4. 企业和地方政府案例
① 企业案例:在工厂和办公室利用可再生能源
- 一家大型制造公司安装了太阳能发电和蓄电池,构建了一个40%的电力来自内部发电的系统。
- 即使在停电期间也能保持生产线正常运行,是有效的BCP(业务连续性计划)措施。
②地方政府案例:在防灾基地的安装
- 地方政府在公共设施中安装大容量蓄电池。
- 结合太阳能发电,在灾害期间,避难所的照明、供暖、制冷和通讯设备也能正常运行。
③商业设施案例:通过削峰填谷降低电费
- 在用电高峰期使用蓄电池降低用电。
- 在某些情况下,每年可节省数千万日元的电费。
5. 能源自给自足社会的未来展望
分布式能源系统的普及
→ 实现各区域发电、储电、用电一体化的智能电网将不断推进
降低可再生能源和储能电池的成本
→ 电池价格下降和补贴计划扩大将使其更容易推广
扩大源自可再生能源的“绿色电力交易”
→ 企业间零二氧化碳排放电力共享系统正在普及
摘要
实现碳中和不仅需要广泛使用可再生能源,还需要广泛使用蓄电池。
如果家庭、企业和地方政府能够自行发电、储存和使用电力的“能源自给自足社会”得到普及,那么它将同时降低能源成本、减少环境影响并增强灾害应对能力。
构建未来可持续发展社会的关键在于将可再生能源与蓄电池相结合的智能能源系统。