蔡 冠 藍

（鄭州航空工業(yè)管理學院體育與公共藝術部，河南 鄭州 450046）

從20 世紀70 年代開始，電化學儲能技術(electrochemical energy storage technology)被認為是最有可能替代傳統(tǒng)大規(guī)模儲能技術的儲能形式。隨著電化學能源技術在各種應用領域中的不斷發(fā)展，將電化學儲能和其他多種技術相結合以解決分布式能源發(fā)電的波動性、隨機性等問題，成為了儲能領域最重要的研究方向之一。在國家大力支持科技創(chuàng)新的背景下，國內電化學儲能市場快速發(fā)展，市場規(guī)模從2014 年的2.6 億元增長至2019 年的12.7億元。從應用領域來看，在體育產業(yè)中開展電化學儲能項目主要有兩個方面：一是“十三五”期間我國體育事業(yè)發(fā)展規(guī)劃和《關于加快發(fā)展健身休閑產業(yè)的意見》等文件中明確指出了要加快新型健康業(yè)態(tài)發(fā)展；二是在體育產業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提出了要加強以場館建設、場館運營、設備制造和體育旅游等為主要內容的“新基建”建設。

1 儲能技術對體育場館燈光系統(tǒng)的影響

隨著體育產業(yè)的蓬勃發(fā)展，儲能技術也將在體育領域中得到更多的應用。在體育場館燈光系統(tǒng)的構建方面，電儲能技術的應用能夠有效改善體育場館燈光系統(tǒng)能耗過高的問題。但電儲能技術在體育場館的應用方面，電池儲能技術仍面臨著可靠性、安全性、成本和環(huán)境等方面的挑戰(zhàn)，其并不能完全滿足體育場館燈光系統(tǒng)大規(guī)模應用的需求。為了促進體育場館燈光系統(tǒng)電儲能技術的大規(guī)模推廣，提高能源使用效率，降低成本和環(huán)境污染，同時提高能源安全保障性，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標成為了目前綠色發(fā)展視角下，電儲能技術發(fā)展的必然方向。電化學儲能技術被認為是最有可能發(fā)展成為可再生儲能系統(tǒng)的方式之一，因此其能源的使用能夠有效順應目前時代下對綠色發(fā)展的追求，從而不斷地促進體育產業(yè)的綠色發(fā)展。電化學儲能技術是指利用化學能或電能為輔助能源，通過儲存和釋放能量，以實現(xiàn)對能源的有效利用的一種技術。其工作原理為在一定的條件下，當直流電通過一個儲能系統(tǒng)之后，在儲能系統(tǒng)中存儲的電能可以轉變成另一種類型的能源(如：電力)，而這種改變可以使電能輸出的變化率大于電源輸出變化率。體育場館燈光系統(tǒng)中最常見且使用最廣泛的就是LЕD燈，而使用電化學儲能技術對體育場館燈光系統(tǒng)的影響主要是在能源供應方面的再生利用。通過使用高效率的電化學儲能裝置，可以在電力供應不足或系統(tǒng)故障的情況下，為電力系統(tǒng)提供足夠的能量，從而降低電能消耗。電化學儲能裝置將電能儲存在蓄電池中，并為設備提供備用電源，提高了用電設備的可靠性，有效節(jié)約LЕD照明產品成本。通過電化學儲能技術在體育場館、商業(yè)綜合體和辦公大樓等場所使用LЕD照明產品進行照明，大大節(jié)省了能源消耗費用，降低了運營成本，同時也符合綠色發(fā)展的要求。

2 儲能技術在體育設備中的應用

在綠色發(fā)展視角之下，電化學儲能技術的普及能夠有效帶動體育產業(yè)的發(fā)展，其所具有的可再生性和低耗能性能可以為體育產業(yè)中的諸多設備提供綠色能源，促進體育產業(yè)的發(fā)展和體育設備的搭建。在體育設備運行過程中，使用鋰電池能夠有效提高設備的使用壽命。鋰電池作為一種二次電池，鋰電池的應用已經非常廣泛。除了儲能領域，鋰電池還可以應用于許多其他設備和領域，如通訊、軍事、交通運輸和航空航天等領域。鋰電池是目前電化學儲能最常用的技術之一，在過去的幾十年中，鋰電池已經被廣泛應用于可充電儲能系統(tǒng)上。由于鋰材料成本低且環(huán)境友好，因此目前已成為最大的電化學蓄能材料之一，其在體育設備中的使用能夠有效降低體育場館內體育設施的供能成本。在眾多儲能電池中，鎳氫電池盡管價格低廉，但由于化學性能差而無法應用于大規(guī)模電網儲能系統(tǒng)上，在體育場館內的體育設施應用過程中很難為其提供更加穩(wěn)固的供能系統(tǒng)，難以保障體育場館的有效運行，同時其再利用性相對較差，不符合目前綠色發(fā)展的目標。在未來的幾年中，全球的電網儲能技術將從鎳氫電池過渡到磷酸鐵鋰聚合物電池系統(tǒng)(PЕMA)及其他電化學儲能技術之間的競爭中，此類電池的使用能夠在綠色發(fā)展的背景之下，推動體育產業(yè)的發(fā)展和進步，使其不斷地適應國家的發(fā)展。在這種情況下，一些人可能會想要找到一種可以取代當前鎳氫電池，而不影響其性能的新型電化學儲能技術，這種技術的出現(xiàn)能夠再一次推動電化學儲能技術在體育產業(yè)中的應用范圍，從而加大對再生能源的利用率。

3 可再生儲能能源對體育設施發(fā)展的影響

隨著體育設施建設規(guī)模的不斷擴大，各類體育設施在功能和形態(tài)上都發(fā)生了巨大變化。然而，傳統(tǒng)的單一用途單一類型的體育設施已不能滿足體育產業(yè)發(fā)展和人們需求變化的趨勢。因此，利用可再生能源儲能技術以優(yōu)化現(xiàn)有體育設施的使用，對于促進我國體育事業(yè)現(xiàn)代化、可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。目前，我國正處于由傳統(tǒng)能源向清潔能源轉變的時期。在能源轉型過程中，傳統(tǒng)能源面臨著巨大的困難和挑戰(zhàn)。隨著經濟、社會和環(huán)境等各方面的發(fā)展變化，化石燃料將不可避免地成為限制我們國家進一步發(fā)展和進步的主要因素之一。因此，對資源利用的進一步深入研究，開發(fā)新型能源已成為解決我國社會可持續(xù)發(fā)展問題、推動國家經濟、實現(xiàn)向更高水平開放、保障人民群眾健康、維護國家安全等方面的重要舉措。近年來，隨著能源生產與消費模式不斷發(fā)生變化，人們對清潔能源利用程度越來越高。例如：風能、太陽能等可再生能源為我國經濟增長提供重要支撐；電動汽車在出行領域應用日益廣泛；核電在全國范圍內廣泛使用；水電和地熱等常規(guī)能源也為經濟社會生活的持續(xù)發(fā)展做出了重要貢獻。近年來，儲能技術逐漸成為人們關注重點之一，尤其是鋰離子電池(Li-ion battery)儲能技術在電網中的發(fā)展應用。隨著全球環(huán)境問題日益嚴重以及各國對于環(huán)境保護日益重視，儲能技術在滿足人們對清潔節(jié)環(huán)保等需求方面有巨大優(yōu)勢，其在減少電力系統(tǒng)調峰、降低負荷峰谷差、提供輔助服務等方面也將發(fā)揮重要作用。

4 電化學儲能在賽場用電中產生的作用

隨著我國體育運動水平逐漸提高，各地競技體育也迅速發(fā)展，電化學儲能技術的進步能有效為體育競技產業(yè)提供動力，降低體育競技比賽開展成本。在各地競技體育的舉辦過程中，將電化學儲能技術應用到設備、場地中能夠大幅度降低電耗，契合當前綠色發(fā)展的觀念，極大地帶動了各地競技體育產業(yè)的發(fā)展。在傳統(tǒng)的體育場館內部電力運行下，很容易造成場館內部電力系統(tǒng)運行過載，導致電力負荷難以控制、運行方式單一、電力不穩(wěn)定，進而造成供電緊張，從而導致比賽過程中會出現(xiàn)由電力系統(tǒng)故障而造成的比賽事故。為此，需要建設一個智能化、專業(yè)化及高效的大型比賽供電控制系統(tǒng)來保障比賽用電安全，為選手們提供安全綠色的比賽環(huán)境。在這些大型體育競技賽事中，其主要采用的供電方式為獨立供電及直接供電兩種方式。獨立供電方式是指賽場內所有照明、空調、電梯等用電設備均采用獨立的電力系統(tǒng)供電，各部分可單獨進行控制、調整。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，保障比賽現(xiàn)場觀眾和運動員用電，同時，也能有效預防和維護賽場環(huán)境或對賽場進行臨時檢修時的用電安全。

在體育領域，電化學儲能技術已經得到了廣泛應用。結合上文所提到的電化學儲能技術的應用可以得知，電化學儲能技術可以實現(xiàn)能量存儲與轉換，它能在用電高峰時把儲存的電能轉化為機械能或化學能等形式輸出，從而達到電力平衡或緩解電力系統(tǒng)供電壓力的目的。因此，需進一步從頂層設計、技術研發(fā)、產業(yè)布局和基礎設施建設等多方面采取措施，加快實現(xiàn)下一代新型電化學儲能技術的大范圍應用，促進能源高效利用、多能融合互補，構建“清潔低碳、安全高效”的現(xiàn)代能源格局。