淺談儲能

利用可逆化學(xué)反應(yīng)中化學(xué)鍵能量的變化來儲能。雖然人們已經(jīng)知道很多種可逆化學(xué)反應(yīng)，但只有少數(shù)幾種在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上是可行的。受技術(shù)限制的因素有溫度、壓力、能量密度、功率密度、熱效率等。可逆化學(xué)反應(yīng)首先是靠化合物吸熱而分解，后來分解產(chǎn)物化合結(jié)合，吸收的熱又釋放出來。可逆化學(xué)反應(yīng)可分成二組：熱分解反應(yīng)和催化劑反應(yīng)。熱分解反應(yīng)可描述如下：
　　AB+ △ H（ 在T1 和P1 時(shí))〈-------〉A(chǔ)+B- △ H（在T2 和P2 時(shí))
　　如上所示，化合物AB 的溫度為T1、壓力為P1 時(shí)，給AB 加熱△ H，AB 發(fā)生分解；當(dāng)溫度為T2、壓力為P2 時(shí)，可逆反應(yīng)釋放出熱（- △ H）。也就是說，如果平衡破壞，如T2〈T1，P2〉P1，此可逆反應(yīng)（由右向左）即自然發(fā)生。為避免發(fā)生不可控的反向反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)物必須分開存儲于另不同容器中。向左向右的兩種反應(yīng)都需要催化劑才能達(dá)到所需的高反應(yīng)速度。如果無催化劑，即使溫度和壓力發(fā)生變化，向左向右的兩種反應(yīng)都不會發(fā)生。這有重大優(yōu)點(diǎn)，其中一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其固有的儲存時(shí)間實(shí)際上非常長，在理論上是無限的；另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是參加化學(xué)反應(yīng)閉環(huán)儲熱系統(tǒng)的化合物不會消耗且有高能量密度，數(shù)量級為1MWh/M3。有些化合物具備這種條件，而且經(jīng)濟(jì)上可行。如，
　　Q+CH4+H2O〈-------〉CO+3H2
　　如上所示， 焓值△ H0 為206KJ/mol,、溫度范圍為700k ～ 1200K ；式中Q 為加入的熱。這種儲能辦法不錯(cuò)，已在德國成功運(yùn)用。完成過程如下：將低焓的反應(yīng)物（CH4和H2O）放入反應(yīng)器，給其加熱，使CH4 和H2O 轉(zhuǎn)化成高焓產(chǎn)物（CO 和H2）。與進(jìn)來的反應(yīng)物熱交換后，將產(chǎn)物在環(huán)境溫度下儲存在另一容器中（在這種低溫條件下，沒有催化劑，反向反應(yīng)不會發(fā)生）。當(dāng)需要熱量時(shí)，產(chǎn)品由儲存狀態(tài)恢復(fù)，反向變化，放熱反應(yīng)進(jìn)行。整套儲能設(shè)施包括絕熱反應(yīng)器、存儲罐、分離器、熱交換器和壓縮機(jī)。
　　此外，有些氨鹽也可在不同溫度分解并釋放氨。固體——氣體反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)一般是反應(yīng)熱高，且反應(yīng)時(shí)間短。
　　儲能是世界性難題，近年來，許多國家都在投入大氣力從科研試驗(yàn)入手，突破難關(guān)。可以說，要使可再生能源充分發(fā)揮作用，解決好儲能儲電問題是一大關(guān)鍵。若不能很好地解決儲能儲電問題，按階段性缺電要求的電量擴(kuò)建發(fā)電廠，經(jīng)濟(jì)效益極低。所以建議有關(guān)單位能從多方面入手，先易后難，大力突破儲能關(guān)。