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行业宝典 |《2021石墨烯储能领域研究报告》正式发布

 

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  随着“30·60”碳达峰、碳中和战略的提出,为了实现 2030 年碳达峰目标,可再生能源装机将有望超过火电装机,从补充能源变为主力能源,基本实现新增电力来自新能源。光伏风电等可再生能源由于与用电负荷并不匹配,需要大量的储能承担削峰填谷的作用,另外,“30·60双碳目标”的提出必将加快推动风电、太阳能发电等新能源的跨越式发展,高比例可再生能源对电力系统灵活调节能力将提出更高要求,需要大量的储能来保障电力系统的稳定性,这就给储能发展带来了新机遇。
  储能按照能量存储形式可分为电储能、热储能、氢储能。电储能主要包含抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等机械储能技术;以及锂离子电池、钠离子电池、液流电池、钠硫电池、铅酸电池、超级电容器和其它新型电池等电化学储能技术。
 
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表 1-1 储能技术分类
 
  从全球范围看,截至2020年底,全球已投运储能项目累计装机规模 191.1GW,同比增长3.4%。其中,抽水蓄能累计装机172.5GW占比 90.3%,电化学储能累计装机 14.2GW占比为7.5%。在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为13.1GW,电化学储能和锂离子电池的累计规模均首次突破 10GW大关。当前,中国、美国和欧洲占据 2020年全球储能市场主导地位,三者合计占全球新增投运总规模的 86%,并且各自新增投运规模均突破 GW 大关。
 

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图 全球储能市场累计装机规模(2000-2020)
 
  而截至2020年底,根据CNESA全球储能项目库的不完全统计,中国已投运储能项目累计装机规模35.6GW,占全球市场总规模的18.6%,同比增长9.8%。其中,抽水蓄能的累计装机规模最大,为31.79GW,同比增长4.9%;电化学储能的累计装机规模位列第二,为3269.2MW,同比增长91.2%;在各类电化学储能技术中,锂离子电池的累计装机规模最大,为2902.4MW。2020年我国新增投运项目中,储能在新能源发电侧中的装机规模最大,超过58万KW,同比增长438%。
 
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图 中国储能市场累计装机规模(2000-2020)
 
  石墨烯因具有高导电导热性、高导热性、高比表面积、高柔性、化学性质稳定、机械性能强等诸多优异特性而被广泛研究,是一种极具潜力的新型储能材料,近年来在储能领域的应用备受关注。目前石墨烯在电储能、热储能、氢储能方面都有所应用研究,但目前能够实现商业化应用主要集中在电化学储能领域。
  石墨烯在电化学储能领域的应用主要包括:锂离子电池、超级电容器、石墨烯铅酸电池、锂 - 硫电池和锂 - 空气电池等,但目前能够实现商业化应用的仅为锂离子电池、石墨烯铅酸电池和超级电容器三个方向。
  石墨烯可与锂电正极材料及Si基、Sn基和过渡金属类负极材料进行复合,制备方法已由最初的简单机械混合发展到能较好地控制材料微观形貌结构的原位反应、界面反应等方法,研究人员通过自组装法、喷雾干燥法、溶胶凝胶法和水热法等,制备了各种2D/3D结构的石墨烯-电极复合材料,展示了通过多种化学方法制备的各种纳米结构的石墨烯基复合电极材料的结构示意图,利用石墨烯“面 - 点接触”特点而构建的层状或立体结构可有效缓冲和抑制电极材料在充放电过程中因体积变化引起的材料粉化,并提高电极材料的导电性,使复合电极材料的倍率性能和循环稳定性均有了显著提升......
 
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石墨烯储能领域研究报告
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  作为目前已知的最薄、最硬、导电导热性能最强的战略前沿材料,拥有“新材料之王”的石墨烯材料,被认为是开创超级计算机时代、改变世界的下一个万亿级产业。发展石墨烯产业,有望成为开启我国新一轮产业升级的关键之匙,推动我国科技革命发展。
  为帮助行业人士高效、快速了解石墨烯行业,轻松应对各种难题,CGIA Research正式发布《2021全球石墨烯产业研究系列丛书》,为大家全面介绍行业概况、上下游产业链结构、行业竞争格局、石墨烯材料重点应用领域及未来发展趋势。本丛书共9册,可单册购买,也可整套订购,详情可通过以下方式咨询。
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★CGIA Research是从事石墨烯产业发展战略研究的专业机构,依托联盟数年来积累的海量真实数据和行业资源,每年都会发布具有产业发展风向标之称的《全球石墨烯产业研究报告》。研究院拥有产业研究中心、政策研究中心、大数据信息中心3个平台,10多家市场调研基地以及北京、西安、深圳、青岛、上海、张家口等6家专业项目咨询中心,已为近千家企业、政府机构、科研院所、投资机构等提供多种形式的服务。
 
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来源:石墨烯联盟



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