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术语表 · 储能

能量密度

燃料或储能介质单位质量(比能量,Wh/kg 或 MJ/kg)或单位体积(Wh/L 或 MJ/L)储存的能量。

能量密度有两种:质量能量密度(每千克,也叫比能量)和体积能量密度(每升)。两者都重要:质量限制飞机和车辆,体积限制手机、船舶和储罐。

1 kWh = 3.6 MJ;1 MJ/kg = 277.8 Wh/kg
柴油:约 45.6 MJ/kg (12.7 kWh/kg),38.6 MJ/L (LHV)
汽油:约 43.4 MJ/kg (12.1 kWh/kg),32 MJ/L (LHV)
氢:120 MJ/kg (33.3 kWh/kg LHV);液氢 8.5 MJ/L,700 bar 下约 4.5–5 MJ/L
锂离子电芯:0.58–1.08 MJ/kg (160–300 Wh/kg)
抽水蓄能:每 m³ 每米水头约 0.27 Wh

液态烃每千克储存的能量约为锂离子电芯的 40–80 倍,这就是航空和航运难以电气化的原因。计入转换效率后,差距会缩小:电驱动系统能把电池能量的约 85–90% 变成动能,内燃机只有 20–35%。

燃料能量密度通常按低位热值给出,见热值。可以用燃料能量含量计算器比较各种燃料。

相关术语

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  • 热值(HHV / LHV)

    单位数量燃料完全燃烧释放的热量;高位(总)热值包含水蒸气冷凝热,低位(净)热值不包含。

  • 锂离子电池

    锂离子在石墨负极与金属氧化物或磷酸盐正极之间来回穿梭的可充电电池;电动汽车和电网储能的主流电化学体系。

  • 千瓦时(kWh)

    能量单位,等于一千瓦功率持续一小时,即 3.6 兆焦;电费计量的标准单位。

  • 焦耳(J)

    国际单位制中能量、功和热的单位:一牛顿的力作用一米所做的功,或一瓦功率持续一秒的能量。

  • 绿氢

    用可再生电力驱动电解槽电解水制取的氢,直接 CO2 排放接近零。

  • 磷酸铁锂(LFP)

    一种锂离子正极材料(LiFePO4),以安全、循环寿命长、成本低著称,但能量密度低于镍基电池。