张文, 王龙轩, 丛晓明, 王鑫雨, 韦文玉, 白振宇, ZUHAIB UL HASSAN Lashari

(1.青海大学土木工程学院, 西宁 810016; 2.青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室, 西宁 810016; 3.青海省地质测绘地理信息院, 西宁 810025)

全球变暖是以二氧化碳为主的温室气体在全球范围内大量累积的结果。其中,燃烧化石燃料所造成的人为排放是大气中碳含量激增的主要原因之一[1]。近20年,全球碳排放量增长了近50%;2020年,能源领域的温室气体排放总量达到了38.62 Gt二氧化碳当量(CO2eq)的历史最高水平,其中63%来自煤炭和石油的消耗[2]。传统化石燃料的使用对环境的负面影响日益凸显[3],国际能源形势十分严峻。

在此背景下,中国积极实施“双碳”战略以响应全球减碳环保行动[4]。中国风电、光伏等低碳清洁的可再生能源(即绿电)在整体能源消费中的占比不断提升[5]。此类新能源在发电应用中也暴露出波动性、间歇性和不确定性[6-7]等问题。研究表明,储能技术所具有的能量随时间迁移能力[8]可为大规模可再生能源的并网问题,提供有效的解决方案[9]。

储能的目的是“将难以储存的能量形式转换成易于储存的形式,以便在需要时恢复为原始形式”[10]。目前储能技术发展快速、种类众多,根据其所采用的核心技术,主要可分为化学能储能、机械能储能和热能储能[11]。其中,化学能储能技术主要包括铅酸蓄电池[12]、金属空气电池、镍镉电池、锂离子电池和钠硫电池等[13];机械能储能的主要技术有抽水储能(pumped hydro storage,PHS)、飞轮储能(flywheel energy storage,FES)和压缩空气储能(compressed air energy storage,CAES)[14];热能储能技术则包括地热储能、太阳能储能和熔盐储能等。……