《储能技术发展及路线图》

储能技术发展及路线图

作者：陈海生，吴玉庭

出版社：化学工业出版社

出版时间：2020-11-01

纸张：胶板纸

装帧：精装

开本：16开

ISBN：9787122374400

内容简介

《储能技术发展及路线图》组织国内储能领域权威人士编写，包括11章，分别介绍了储能技术学科基础、压缩空气储能、锂离子电池技术及金属锂电池、高温钠电池储能、液流电池储能技术、新型储能电池、铅蓄电池储能技术、电容及超级电容储能技术、飞轮储能、抽水蓄能、储热/冷技术等的国内外进展、存在的关键科学与技术问题及2025年、2050年发展路线图。该书在项目的基础上细化和明确了储能学科的关键科学问题与技术挑战，预测未来的重点发展方向、关键技术及其优先程度，具有起点高、权威、引领的特色，可为广大开设储能学科的高等院校、科研机构提供学科规划的重要参考和清晰指引，也可以为相关政府部门确定科技支持重点领域和创新项目及为科技、人才、资金等创新资源向我国储能产业进行有效集聚提供参考借鉴。

作者简介

陈海生，男，汉族，1977年2月生，山东滕州人，1997年本科毕业于西安交通大学，2002年在中科院工程热物理所获博士学位。2002~2004年在北京航空航天大学从事博士后研究;2004~2005年任中科院工程热物理所副研究员;2005~2009年在英国利兹大学工作，任Senior Visiting Research Fellow/Research Fellow等职;2009年11月入选中科院“百人计划”，任中科院工程热物理所研究员、博士生导师;2012年入选“万人计划”青年拔尖人才，2013年入选“万人计划”中青年科技创新领军人才，是国家自然科学基金杰出青年基金获得者、英国能源学会会士(Fellow)、享受国务院特殊津贴专家。现任中科院工程热物理所副所长、国家能源大规模物理储能研发中心主任。

主要从事新型大规模储能技术、限定空间尺度内流动与传储热特性、叶轮机械内部流动机理等研究工作，取得了一系列具有国际水平的研究成果。牵头组建了100余人的国际水平的物理储能研发团队，建成了我国物理储能国家研发中心“国家能源大规模物理储能技术研发中心”，成为目前的10MW级先进压缩空气储能集成研发与测试平台。攻克1-10MW先进压缩空气储能各项关键技术，主持建成国际首套1.5MW和10MW先进压缩空气储能示范系统，研发进程及性能指标均处于水平。已主持国家科技部863重点项目、中科院先导专项、国际合作项目、中科院知识创新工程重点项目等各类项目30余项。

吴玉庭，男，1970年9月生，北京工业大学环境与生命学部研究员，博士生导师。现任北京工业大学学术委员会委员，传热与能源利用北京市重点实验室主任，传热强化与过程节能教育部重点实验室副主任。先后入选北京市长城学者、北京工业大学京华人才、服务北京创新人才等，学术兼职包括中国无机盐协会熔盐储能专业委员会副主任、中国电力技术市场协会储能技术设备专委会副主任、中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会委员、中国化工学会储能专业委员会委员、北京市北京理化分析测试技术学会热分析专业委员会理事等，担任《Journal of Thermal Science》、《储能科学与技术》杂志编委。主要研究方向包括：(1)传热蓄热;(2)压缩机/膨胀机，热泵制冷、有机朗肯循环发电;(3)太阳能及地热能等可再生能源热利用及发电技术。先后做为项目负责人承担了包括973，863项目，国防预研重点项目，国基金重大国际合作项目、市科委重大项目课题和市自然科学基金重点项目等在内的10项国家和北京市重点项目的研究，项目总经费超过3000万元。

精彩书摘

锂离子电池的应用正从消费电子领域逐渐向电动汽车、智能电网、通信基站、绿色建筑等方面发展。因此未来锂离子电池技术的发展方向将呈现出多元化的趋势。对能量密度要求越来越高的消费电子产品将追求高能量密度的极限，电动汽车领域则需要在能量密度与功率密度中进行折中选择，而准求廉价、长寿命的大规模储能领域则要求电芯能够经得起上万次的充放。这一系列新的需求对电芯厂家的技术路线都提出了新的要求，如何适应各种类型电芯的需求，设计出符合客户条件的电芯成为未来电芯厂家需要面对的主要难题。

高能量密度锂离子电池技术是未来的核心技术。目前，世界各国都将能量密度的提升作为锂离子电池发展的标志。日本政府早在2009年就提出了高能量密度电池的研发目标，2020年，纯电动汽车用动力电池电芯能量密度为250 W·h/kg，2030年达到500 W·h/kg，2030年以后发展到700 W·h/kg。美国政府USABC在2015年11月将2020年电芯能量密度由原来的220 W·h/kg修订为350 W·h/kg。《中国制造2025》确定的技术目标为到2020年锂离子电池能量密度到300 W·h/kg，2025年能量密度达到400 W·h/kg，2030年能量密度达到500 W·h/kg。

从历史上看，商业锂离子电池能量密度的提高较为缓慢。过去25年，电池能量密度每年提升7.6 W·h/kg，而且是线性稳步提升。按照这一速度，动力电池能量密度从现在的180 W·h/kg提升到400 W·h/kg，还需要28年，也就是说要到2043年。显然，电池发展需要革命性的技术，才能尽快彻底解决能量密度的技术瓶颈。

前言/序言

储能技术在促进能源生产消费、开放共享、灵活交易、协同发展,推动能源革命和能源新业态发展方面发挥着至关重要的作用,将成为带动全球能源格局革命性、颠覆性调整的重要引领技术。储能设施的加快建设将成为国家构建更加清洁低碳、安全高效的现代能源产业体系的重要基础设施。《储能技术发展及路线图》源自中国化工学会承担完成的“中国科学技术协会储能技术学科方向预测及技术路线图”项目。该项目由中国化工学会动员超过100位来自储能一线科研及生产领域的专家、学者参与,历时三年完成。项目从学科发展的角度探讨了储能技术学科的发展趋势及技术路线图(2025年及2050年),涉及动力工程、凝聚态物理、固态化学、电化学、化工过程、新材料等领域与储能技术相关的科学问题,以及在新能源并网、分布式发电、微网及离网、电力输配、建筑、社区及家用储能、电力调峰/调频辅助服务、电动汽车、轨道交通等领域应用的关键技术之国内外发展趋势。从应用角度,储能技术是不可缺少的国家战略高技术,储能技术发展方向众多,有很大的发展空间,项目明确了储能技术学科未来发展的关键所在,将会推动储能技术的大规模应用及相关科学问题的解决,促进我国储能技术学科的建设和发展。为加快培养储能领域“高精尖缺”人才,增强产业关键核心技术攻关和自主创新能力,以产教融合发展推动储能产业高质量发展,教育部、国家发展改革委、国家能源局决定实施储能技术专业学科发展行动计划(2020~2024年),并于2020年1月17日发布,这一行动计划的发布标志着我国着手全面布局储能学科。

本书包括11章,分别介绍了储能学科基础、锂离子电池技术及金属锂电池、压缩空气储能技术、液流电池储能技术、高温钠电池、新概念储能电池、铅蓄电池储能技术、电容及超级电容、飞轮储能、抽水蓄能、储热(冷)技术等的国内外最新进展、存在的关键科学与技术问题,以及2025年、2050年储能技术发展路线图。

本书在项目的基础上细化和明确了储能学科的关键科学问题与技术挑战,预测未来储能技术的重点发展方向、关键技术及其优先程度,具有起点高、引领的特色,可为广大开设储能学科的高等学校、科研机构提供学科规划的重要参考和清晰指引,也可以为相关政府部门确定科技支持重点领域和创新项目及为科技、人才、资金等创新资源向我国储能产业进行有效集聚提供参考借鉴。

本书由陈海生、吴玉庭任主编,王保国、李泓任副主编,第1章由王保国、丁玉龙、严川伟、张强、韩晓刚、李泓编写,第2章由李泓、李丽、索鎏敏编写,第3章由陈海生、刘畅、贺凤娟、徐玉杰、纪律、左志涛、李文编写,第4章由张华民编写,第5章由温兆银编写,第6章由蒋凯、许晓雄、李宝华、王康丽、袁利霞、曹余良、陈人杰、杨汉西编写,第7章由沈浩宇、夏云飞、王振波编写,第8章由阮殿波、郑超、乔志军、于学文编写,第9章由戴兴建编写,第10章由王婷婷编写,第11章由吴玉庭、金翼、张灿灿、鹿院卫、陈海生、丁玉龙编写,详见编写人员名单,感谢参与编写的全体同志!

限于编者理论水平、实际经验及编写时间,书中难免存在不足和疏漏之处,恳请读者批评指正。