《儲能技術(shù)發(fā)展及路線(xiàn)圖》

儲能技術(shù)發(fā)展及路線(xiàn)圖

作者：陳海生，吳玉庭

出版社：化學(xué)工業(yè)出版社

出版時(shí)間：2020-11-01

紙張：膠板紙

裝幀：精裝

開(kāi)本：16開(kāi)

ISBN：9787122374400

內容簡(jiǎn)介

《儲能技術(shù)發(fā)展及路線(xiàn)圖》組織國內儲能領(lǐng)域權威人士編寫(xiě)，包括11章，分別介紹了儲能技術(shù)學(xué)科基礎、壓縮空氣儲能、鋰離子電池技術(shù)及金屬鋰電池、高溫鈉電池儲能、液流電池儲能技術(shù)、新型儲能電池、鉛蓄電池儲能技術(shù)、電容及超級電容儲能技術(shù)、飛輪儲能、抽水蓄能、儲熱/冷技術(shù)等的國內外進(jìn)展、存在的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題及2025年、2050年發(fā)展路線(xiàn)圖。該書(shū)在項目的基礎上細化和明確了儲能學(xué)科的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)挑戰，預測未來(lái)的重點(diǎn)發(fā)展方向、關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)先程度，具有起點(diǎn)高、權威、引領(lǐng)的特色，可為廣大開(kāi)設儲能學(xué)科的高等院校、科研機構提供學(xué)科規劃的重要參考和清晰指引，也可以為相關(guān)政府部門(mén)確定科技支持重點(diǎn)領(lǐng)域和創(chuàng )新項目及為科技、人才、資金等創(chuàng )新資源向我國儲能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行有效集聚提供參考借鑒。

作者簡(jiǎn)介

陳海生，男，漢族，1977年2月生，山東滕州人，1997年本科畢業(yè)于西安交通大學(xué)，2002年在中科院工程熱物理所獲博士學(xué)位。2002~2004年在北京航空航天大學(xué)從事博士后研究;2004~2005年任中科院工程熱物理所副研究員;2005~2009年在英國利茲大學(xué)工作，任Senior Visiting Research Fellow/Research Fellow等職;2009年11月入選中科院“百人計劃”，任中科院工程熱物理所研究員、博士生導師;2012年入選“萬(wàn)人計劃”青年拔尖人才，2013年入選“萬(wàn)人計劃”中青年科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才，是國家自然科學(xué)基金杰出青年基金獲得者、英國能源學(xué)會(huì )會(huì )士(Fellow)、享受?chē)鴦?wù)院特殊津貼專(zhuān)家?，F任中科院工程熱物理所副所長(cháng)、國家能源大規模物理儲能研發(fā)中心主任。

主要從事新型大規模儲能技術(shù)、限定空間尺度內流動(dòng)與傳儲熱特性、葉輪機械內部流動(dòng)機理等研究工作，取得了一系列具有國際水平的研究成果。牽頭組建了100余人的國際水平的物理儲能研發(fā)團隊，建成了我國物理儲能?chē)已邪l(fā)中心“國家能源大規模物理儲能技術(shù)研發(fā)中心”，成為目前的10MW級先進(jìn)壓縮空氣儲能集成研發(fā)與測試平臺。攻克1-10MW先進(jìn)壓縮空氣儲能各項關(guān)鍵技術(shù)，主持建成國際首套1.5MW和10MW先進(jìn)壓縮空氣儲能示范系統，研發(fā)進(jìn)程及性能指標均處于水平。已主持國家科技部863重點(diǎn)項目、中科院先導專(zhuān)項、國際合作項目、中科院知識創(chuàng )新工程重點(diǎn)項目等各類(lèi)項目30余項。

吳玉庭，男，1970年9月生，北京工業(yè)大學(xué)環(huán)境與生命學(xué)部研究員，博士生導師?，F任北京工業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì )委員，傳熱與能源利用北京市重點(diǎn)實(shí)驗室主任，傳熱強化與過(guò)程節能教育部重點(diǎn)實(shí)驗室副主任。先后入選北京市長(cháng)城學(xué)者、北京工業(yè)大學(xué)京華人才、服務(wù)北京創(chuàng )新人才等，學(xué)術(shù)兼職包括中國無(wú)機鹽協(xié)會(huì )熔鹽儲能專(zhuān)業(yè)委員會(huì )副主任、中國電力技術(shù)市場(chǎng)協(xié)會(huì )儲能技術(shù)設備專(zhuān)委會(huì )副主任、中國可再生能源學(xué)會(huì )太陽(yáng)能熱發(fā)電專(zhuān)業(yè)委員會(huì )委員、中國化工學(xué)會(huì )儲能專(zhuān)業(yè)委員會(huì )委員、北京市北京理化分析測試技術(shù)學(xué)會(huì )熱分析專(zhuān)業(yè)委員會(huì )理事等，擔任《Journal of Thermal Science》、《儲能科學(xué)與技術(shù)》雜志編委。主要研究方向包括：(1)傳熱蓄熱;(2)壓縮機/膨脹機，熱泵制冷、有機朗肯循環(huán)發(fā)電;(3)太陽(yáng)能及地熱能等可再生能源熱利用及發(fā)電技術(shù)。先后做為項目負責人承擔了包括973，863項目，國防預研重點(diǎn)項目，國基金重大國際合作項目、市科委重大項目課題和市自然科學(xué)基金重點(diǎn)項目等在內的10項國家和北京市重點(diǎn)項目的研究，項目總經(jīng)費超過(guò)3000萬(wàn)元。

精彩書(shū)摘

鋰離子電池的應用正從消費電子領(lǐng)域逐漸向電動(dòng)汽車(chē)、智能電網(wǎng)、通信基站、綠色建筑等方面發(fā)展。因此未來(lái)鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展方向將呈現出多元化的趨勢。對能量密度要求越來(lái)越高的消費電子產(chǎn)品將追求高能量密度的極限，電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域則需要在能量密度與功率密度中進(jìn)行折中選擇，而準求廉價(jià)、長(cháng)壽命的大規模儲能領(lǐng)域則要求電芯能夠經(jīng)得起上萬(wàn)次的充放。這一系列新的需求對電芯廠(chǎng)家的技術(shù)路線(xiàn)都提出了新的要求，如何適應各種類(lèi)型電芯的需求，設計出符合客戶(hù)條件的電芯成為未來(lái)電芯廠(chǎng)家需要面對的主要難題。

高能量密度鋰離子電池技術(shù)是未來(lái)的核心技術(shù)。目前，世界各國都將能量密度的提升作為鋰離子電池發(fā)展的標志。日本政府早在2009年就提出了高能量密度電池的研發(fā)目標，2020年，純電動(dòng)汽車(chē)用動(dòng)力電池電芯能量密度為250 W·h/kg，2030年達到500 W·h/kg，2030年以后發(fā)展到700 W·h/kg。美國政府USABC在2015年11月將2020年電芯能量密度由原來(lái)的220 W·h/kg修訂為350 W·h/kg?！吨袊圃?025》確定的技術(shù)目標為到2020年鋰離子電池能量密度到300 W·h/kg，2025年能量密度達到400 W·h/kg，2030年能量密度達到500 W·h/kg。

從歷史上看，商業(yè)鋰離子電池能量密度的提高較為緩慢。過(guò)去25年，電池能量密度每年提升7.6 W·h/kg，而且是線(xiàn)性穩步提升。按照這一速度，動(dòng)力電池能量密度從現在的180 W·h/kg提升到400 W·h/kg，還需要28年，也就是說(shuō)要到2043年。顯然，電池發(fā)展需要革命性的技術(shù)，才能盡快徹底解決能量密度的技術(shù)瓶頸。

前言/序言

儲能技術(shù)在促進(jìn)能源生產(chǎn)消費、開(kāi)放共享、靈活交易、協(xié)同發(fā)展,推動(dòng)能源革命和能源新業(yè)態(tài)發(fā)展方面發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用,將成為帶動(dòng)全球能源格局革命性、顛覆性調整的重要引領(lǐng)技術(shù)。儲能設施的加快建設將成為國家構建更加清潔低碳、安全高效的現代能源產(chǎn)業(yè)體系的重要基礎設施?！秲δ芗夹g(shù)發(fā)展及路線(xiàn)圖》源自中國化工學(xué)會(huì )承擔完成的“中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì )儲能技術(shù)學(xué)科方向預測及技術(shù)路線(xiàn)圖”項目。該項目由中國化工學(xué)會(huì )動(dòng)員超過(guò)100位來(lái)自?xún)δ芤痪€(xiàn)科研及生產(chǎn)領(lǐng)域的專(zhuān)家、學(xué)者參與,歷時(shí)三年完成。項目從學(xué)科發(fā)展的角度探討了儲能技術(shù)學(xué)科的發(fā)展趨勢及技術(shù)路線(xiàn)圖(2025年及2050年),涉及動(dòng)力工程、凝聚態(tài)物理、固態(tài)化學(xué)、電化學(xué)、化工過(guò)程、新材料等領(lǐng)域與儲能技術(shù)相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題,以及在新能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電、微網(wǎng)及離網(wǎng)、電力輸配、建筑、社區及家用儲能、電力調峰/調頻輔助服務(wù)、電動(dòng)汽車(chē)、軌道交通等領(lǐng)域應用的關(guān)鍵技術(shù)之國內外發(fā)展趨勢。從應用角度,儲能技術(shù)是不可缺少的國家戰略高技術(shù),儲能技術(shù)發(fā)展方向眾多,有很大的發(fā)展空間,項目明確了儲能技術(shù)學(xué)科未來(lái)發(fā)展的關(guān)鍵所在,將會(huì )推動(dòng)儲能技術(shù)的大規模應用及相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的解決,促進(jìn)我國儲能技術(shù)學(xué)科的建設和發(fā)展。為加快培養儲能領(lǐng)域“高精尖缺”人才,增強產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)和自主創(chuàng )新能力,以產(chǎn)教融合發(fā)展推動(dòng)儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展,教育部、國家發(fā)展改革委、國家能源局決定實(shí)施儲能技術(shù)專(zhuān)業(yè)學(xué)科發(fā)展行動(dòng)計劃(2020~2024年),并于2020年1月17日發(fā)布,這一行動(dòng)計劃的發(fā)布標志著(zhù)我國著(zhù)手全面布局儲能學(xué)科。

本書(shū)包括11章,分別介紹了儲能學(xué)科基礎、鋰離子電池技術(shù)及金屬鋰電池、壓縮空氣儲能技術(shù)、液流電池儲能技術(shù)、高溫鈉電池、新概念儲能電池、鉛蓄電池儲能技術(shù)、電容及超級電容、飛輪儲能、抽水蓄能、儲熱(冷)技術(shù)等的國內外最新進(jìn)展、存在的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題,以及2025年、2050年儲能技術(shù)發(fā)展路線(xiàn)圖。

本書(shū)在項目的基礎上細化和明確了儲能學(xué)科的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題與技術(shù)挑戰,預測未來(lái)儲能技術(shù)的重點(diǎn)發(fā)展方向、關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)先程度,具有起點(diǎn)高、引領(lǐng)的特色,可為廣大開(kāi)設儲能學(xué)科的高等學(xué)校、科研機構提供學(xué)科規劃的重要參考和清晰指引,也可以為相關(guān)政府部門(mén)確定科技支持重點(diǎn)領(lǐng)域和創(chuàng )新項目及為科技、人才、資金等創(chuàng )新資源向我國儲能產(chǎn)業(yè)進(jìn)行有效集聚提供參考借鑒。

本書(shū)由陳海生、吳玉庭任主編,王保國、李泓任副主編,第1章由王保國、丁玉龍、嚴川偉、張強、韓曉剛、李泓編寫(xiě),第2章由李泓、李麗、索鎏敏編寫(xiě),第3章由陳海生、劉暢、賀鳳娟、徐玉杰、紀律、左志濤、李文編寫(xiě),第4章由張華民編寫(xiě),第5章由溫兆銀編寫(xiě),第6章由蔣凱、許曉雄、李寶華、王康麗、袁利霞、曹余良、陳人杰、楊漢西編寫(xiě),第7章由沈浩宇、夏云飛、王振波編寫(xiě),第8章由阮殿波、鄭超、喬志軍、于學(xué)文編寫(xiě),第9章由戴興建編寫(xiě),第10章由王婷婷編寫(xiě),第11章由吳玉庭、金翼、張燦燦、鹿院衛、陳海生、丁玉龍編寫(xiě),詳見(jiàn)編寫(xiě)人員名單,感謝參與編寫(xiě)的全體同志!

限于編者理論水平、實(shí)際經(jīng)驗及編寫(xiě)時(shí)間,書(shū)中難免存在不足和疏漏之處,懇請讀者批評指正。