可再生能源的擴(kuò)大與走向脫碳社會(huì)不可或缺的技術(shù)

通過(guò)能源轉(zhuǎn)型同時(shí)實(shí)現(xiàn)發(fā)展與脫碳

為保護(hù)全球環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)生活與事業(yè)，120 多個(gè)國(guó)家或地區(qū)政府設(shè)立了到2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和的目標(biāo)并積極開(kāi)展各類活動(dòng)實(shí)現(xiàn)脫碳社會(huì)。能源轉(zhuǎn)型 (EX) 目前已成為全球合作主題，旨在提高能源利用效率，改變產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

為實(shí)現(xiàn)脫碳社會(huì)，必須減少化石燃料的能源消耗與 CO? 的排放。然而，如果僅依靠削減能源消耗，將會(huì)阻礙工業(yè)與社會(huì)的發(fā)展。現(xiàn)代能源轉(zhuǎn)型需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)脫碳與發(fā)展。

利用可再生能源發(fā)電的兩大障礙

電能是保障現(xiàn)代社會(huì)正常運(yùn)轉(zhuǎn)必不可少的要素。從智能手機(jī)和電腦等通信設(shè)備，到空調(diào)、冰箱等家用電器，再到車間和大型工廠中的工業(yè)機(jī)器人，無(wú)一例外。能源轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵在于利用可再生能源發(fā)電，但這一方法存在兩個(gè)問(wèn)題。對(duì)于化石燃料發(fā)電，這兩個(gè)問(wèn)題都不在話下，若要充分利用可再生能源發(fā)電，問(wèn)題便亟待解決。

第一個(gè)問(wèn)題是，可再生能源發(fā)電量不穩(wěn)定。在日本和歐洲等空間有限、平原稀少的地區(qū)，不具備建立大規(guī)模太陽(yáng)能發(fā)電站的條件。為了增加發(fā)電量，需要分散建立許多小規(guī)模發(fā)電站。此外，地理位置和氣候條件也會(huì)嚴(yán)重影響太陽(yáng)能與風(fēng)能的發(fā)電量。

第二個(gè)問(wèn)題是，可再生能源發(fā)電不符合傳統(tǒng)供電原理，無(wú)法實(shí)現(xiàn)不間斷實(shí)時(shí)供電。一旦電網(wǎng)發(fā)生重大失配事故，發(fā)電機(jī)、輸配電設(shè)施和電氣設(shè)備可能會(huì)承受異常負(fù)荷。這可能會(huì)導(dǎo)致電壓下降；如果情況嚴(yán)重，甚至可能會(huì)導(dǎo)致斷電。

為了維持供電穩(wěn)定，耗電量與發(fā)電量必須保持平衡。電力公司需要不斷預(yù)估用電需求以調(diào)整發(fā)電量。

實(shí)際上，電網(wǎng)中的用電量會(huì)隨著季節(jié)、時(shí)段和地區(qū)而產(chǎn)生較大波動(dòng)。例如，仲夏時(shí)節(jié)，空調(diào)用電需求會(huì)在白天明顯增加，到了夜晚大部分人入睡后又會(huì)有所下降。電力公司對(duì)用電需求的波動(dòng)進(jìn)行預(yù)測(cè)，利用熱力發(fā)電和其他相對(duì)容易調(diào)整的發(fā)電手段，確保遵守供需匹配的規(guī)律。然而，由于可再生能源發(fā)電量很難調(diào)整，因此如何應(yīng)對(duì)用電需求的增減成為問(wèn)題所在。

ESS 是利用可再生能源的關(guān)鍵

要解決與利用可再生能源相關(guān)的上述問(wèn)題，儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS) 是一項(xiàng)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。ESS 將大型蓄電池與電力控制系統(tǒng)相結(jié)合，基于用電需求存儲(chǔ)和釋放電力，使電網(wǎng)負(fù)荷保持正常狀態(tài)，從而確保能夠穩(wěn)定利用可再生能源。

傳統(tǒng)大型太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電廠一般使用特殊電池和抽水蓄能技術(shù)*2來(lái)儲(chǔ)存大量電力。近年來(lái)，基于鋰離子充電電池的 ESS 設(shè)備應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。鋰離子充電電池充放電效率更高，能夠更靈活地根據(jù)應(yīng)用調(diào)整容量。隨著家用太陽(yáng)能電池板的普及，住宅用 ESS 裝置的數(shù)量持續(xù)上升，預(yù)計(jì)全球住宅用 ESS 裝置將在 2030 年超過(guò)一百萬(wàn)臺(tái)（數(shù)據(jù)來(lái)源：TDK 調(diào)查）。

住宅用電池必須能夠頻繁地充放電，并且持久的安全與保障也至關(guān)重要。此外，住宅用電池需在停電時(shí)為家用電器和電動(dòng)汽車供電，在關(guān)鍵時(shí)刻成為保障人們生活的生命線。基于鋰離子充電電池的 ESS 可以滿足以上要求。

利用智能手機(jī)電池技術(shù)制造高可靠性 ESS 設(shè)備

TDK 一直在研發(fā)可供智能手機(jī)和其他電子設(shè)備使用的鋰離子電池，并不斷地優(yōu)化技術(shù)和改進(jìn)性能?，F(xiàn)在，這些技術(shù)正用于研發(fā) ESS 設(shè)備配套鋰離子電池。TDK 通過(guò)在研發(fā)和生產(chǎn)緊湊型鋰離子電池時(shí)打磨成熟的材料與工藝技術(shù)，開(kāi)發(fā)高度安全的大容量電池，以滿足需要高可靠性和安全性的住宅用電池的需求。

TDK 的 ESS 鋰離子電池模塊將大容量、高性能電池組與專用電池管理系統(tǒng) (BMS) 相結(jié)合，持續(xù)監(jiān)控電池狀態(tài)，模塊中還包含一個(gè)保護(hù)電路，可以在出現(xiàn)異常時(shí)停止充/放電，保證模塊壽命和安全性。

TDK 希望在未來(lái)實(shí)現(xiàn)一個(gè)虛擬電廠 (VPP) 的概念系統(tǒng)。在 VPP 系統(tǒng)中，ESS 設(shè)備不僅可以連接到住宅用電池，還可以連接工廠、商場(chǎng)和其他場(chǎng)所中的太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)備，提高可再生能源利用效率。

“TDK 的優(yōu)勢(shì)是擁有豐富的電源和電池專業(yè)知識(shí)，并掌握了緩解電池老化的控制器技術(shù)。我們將提供延長(zhǎng)電池和電源壽命的系統(tǒng)，為基于可再生能源的可持續(xù)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。”能源解決方案BC部長(zhǎng)福光 由章表示。

通過(guò)一系列產(chǎn)品和先進(jìn)解決方案，包括電池和電源，TDK 將支持可再生能源發(fā)展，實(shí)現(xiàn)發(fā)展與脫碳雙贏的可持續(xù)發(fā)展社會(huì)。

術(shù)語(yǔ)

碳中和：通過(guò)植樹造林等方法，吸收排放的二氧化碳和其他溫室氣體，實(shí)現(xiàn)凈零排放。

抽水蓄能發(fā)電：一種水利發(fā)電方法，在電力負(fù)荷低谷期，用剩余電力將水抽入上水庫(kù)，在電力負(fù)荷高峰期放水至下水庫(kù)進(jìn)行發(fā)電。

審核編輯黃宇