浅谈储能

利用可逆化学反应中化学键能量的变化来储能。虽然人们已经知道很多种可逆化学反应，但只有少数几种在技术和经济上是可行的。受技术限制的因素有温度、压力、能量密度、功率密度、热效率等。可逆化学反应首先是靠化合物吸热而分解，后来分解产物化合结合，吸收的热又释放出来。可逆化学反应可分成二组：热分解反应和催化剂反应。热分解反应可描述如下：
　　AB+ △ H（ 在T1 和P1 时)〈-------〉A+B- △ H（在T2 和P2 时)
　　如上所示，化合物AB 的温度为T1、压力为P1 时，给AB 加热△ H，AB 发生分解；当温度为T2、压力为P2 时，可逆反应释放出热（- △ H）。也就是说，如果平衡破坏，如T2〈T1，P2〉P1，此可逆反应（由右向左）即自然发生。为避免发生不可控的反向反应，反应产物必须分开存储于另不同容器中。向左向右的两种反应都需要催化剂才能达到所需的高反应速度。如果无催化剂，即使温度和压力发生变化，向左向右的两种反应都不会发生。这有重大优点，其中一个优点是其固有的储存时间实际上非常长，在理论上是无限的；另一个优点是参加化学反应闭环储热系统的化合物不会消耗且有高能量密度，数量级为1MWh/M3。有些化合物具备这种条件，而且经济上可行。如，
　　Q+CH4+H2O〈-------〉CO+3H2
　　如上所示， 焓值△ H0 为206KJ/mol,、温度范围为700k ～ 1200K ；式中Q 为加入的热。这种储能办法不错，已在德国成功运用。完成过程如下：将低焓的反应物（CH4和H2O）放入反应器，给其加热，使CH4 和H2O 转化成高焓产物（CO 和H2）。与进来的反应物热交换后，将产物在环境温度下储存在另一容器中（在这种低温条件下，没有催化剂，反向反应不会发生）。当需要热量时，产品由储存状态恢复，反向变化，放热反应进行。整套储能设施包括绝热反应器、存储罐、分离器、热交换器和压缩机。
　　此外，有些氨盐也可在不同温度分解并释放氨。固体——气体反应的优点一般是反应热高，且反应时间短。
　　储能是世界性难题，近年来，许多国家都在投入大气力从科研试验入手，突破难关。可以说，要使可再生能源充分发挥作用，解决好储能储电问题是一大关键。若不能很好地解决储能储电问题，按阶段性缺电要求的电量扩建发电厂，经济效益极低。所以建议有关单位能从多方面入手，先易后难，大力突破储能关。