加拿大工程院院士張久俊

 

加拿大工程院院士張久俊認為，能源是人類生活中必不可少的一環(huán)，但是地球的環(huán)境也是人類能夠健康生活的前提。但是目前的能源發(fā)展模式損害了地球環(huán)境，在能源必不可少的情況下，我們急需發(fā)展清潔能源。目前的化石能源利用使得全球每年有31.6Gt二氧化碳排放，造成的溫室效應(yīng)正在造成冰川溶解、極端天氣（干旱、水災(zāi)等）、物種消亡。

 

在此背景下，太陽能由于其可持續(xù)及清潔性，成為各國能源結(jié)構(gòu)模式調(diào)整的重要方向。然而數(shù)據(jù)統(tǒng)計，目前太陽能發(fā)電在所有的能源利用中只占到2%的占比，為什么這樣一個前景良好的能源發(fā)展卻這么慢？

 

張久俊認為，其原因主要是太陽能發(fā)電存在不穩(wěn)定、電力運輸難、并網(wǎng)難、投資大、回報周期長等問題。然而，只要相關(guān)的儲能技術(shù)發(fā)展起來，太陽能發(fā)電就能夠存儲起來，也就能解決發(fā)電不穩(wěn)定等問題。因此，太陽能等清潔能源要發(fā)展起來就必須發(fā)展儲能。

 

目前最可靠的儲能方式是電化學(xué)儲能。其中液流電池將能源儲存在電解質(zhì)里面，具有可任意擴大容量的優(yōu)勢，但是能量密度低，需要發(fā)展新的電極材料，并進行系統(tǒng)優(yōu)化。鋰離子電池主要運用在新能源汽車領(lǐng)域，新能源汽車退換下來的鋰離子電池有80%可以運用到儲能領(lǐng)域，具有能量密度高、壽命長等優(yōu)點。但是鋰離子電池壽命相對于新能源汽車來說依然不夠，仍然需要發(fā)展。

 

綜合來看，鉛酸電池是目前最可靠的、最能應(yīng)用于商業(yè)化的大規(guī)模電池。具備成本低、安全性高的優(yōu)點，而且鉛酸電池的材料可以完全回收再利用，這是它獨特的優(yōu)勢。因此，鉛酸電池在太陽能儲能方面可以得到很好的發(fā)展。未來還需要對電極進行優(yōu)化和發(fā)展，提高能量密度，并減少鉛含量。

 

在新技術(shù)方面，超級電容器充放電時間很快，但是能量密度比較低，還需要提高。此外，二氧化碳電化學(xué)還原進行儲能，這項技術(shù)可以在儲能的同時減少二氧化碳排放，但是存在催化劑壽命太短等問題，這是一種極具戰(zhàn)略性的發(fā)展方向。

 

最后，張久俊預(yù)測認為，到2025年，儲能電池在太陽能領(lǐng)域?qū)@得大規(guī)模應(yīng)用，其中液流電池規(guī)模將達38億美元，鋰離子電池可達到261億美元，鉛酸電池市場規(guī)模將達400億美元。