當(dāng)前我國電網(wǎng)運(yùn)營面臨著用電負(fù)荷持續(xù)增加、間歇式能源接入占比擴(kuò)大、調(diào)峰手段有限等諸多挑戰(zhàn)。儲能技術(shù)在推動低碳能源發(fā)展、確保區(qū)域能源安全、可再生能源規(guī)?；茫绕涫?/div>
當(dāng)前我國電網(wǎng)運(yùn)營面臨著用電負(fù)荷持續(xù)增加、間歇式能源接入占比擴(kuò)大、調(diào)峰手段有限等諸多挑戰(zhàn)。儲能技術(shù)在推動低碳能源發(fā)展、確保區(qū)域能源安全、可再生能源規(guī)?；?，尤其是智能電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營上有著非常重要的作用。因此可以說，儲能是構(gòu)建智能電網(wǎng)及實現(xiàn)低碳能源發(fā)展和利用不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
世界儲能技術(shù)發(fā)展各不相同
儲能技術(shù)一般包括物理儲能和化學(xué)儲能。其中，物理儲能包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、相變儲能等?；瘜W(xué)儲能包括鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池等。此外，還有電磁儲能，如超導(dǎo)儲能等。
抽水蓄能技術(shù)相對成熟，功率和儲能容量規(guī)模可以做得很大，對于控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性、調(diào)峰、調(diào)頻以及接納可再生風(fēng)電都可以發(fā)揮巨大作用，在中國，抽水蓄能還有相當(dāng)大的發(fā)展前景，尤其是我國的南方省份，根據(jù)已有的資源考察結(jié)果，至少有1億千瓦以上的建設(shè)空間。但蓄水儲能也存在一定缺點，比如受地勢的影響較大，另外響應(yīng)速度還比較慢，還不能做到暫態(tài)響應(yīng)。此外，歐洲出于對環(huán)境保護(hù)的考慮，已經(jīng)不再實施抽水蓄能項目。
壓縮空氣方面，全世界已經(jīng)有3個較大的壓縮空氣儲能示范工程，主要存在于美國和歐洲一些國家。但壓縮空氣儲能技術(shù)在安全可靠性方面還需進(jìn)行驗證。
在大規(guī)模熔鹽技術(shù)方面，中國、日本、韓國還沒有進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)。而在美國和歐洲主要應(yīng)用場合是太陽能熱發(fā)電，熔鹽技術(shù)減少了中間環(huán)節(jié)，能提高太陽能利用率，其輸出可以實現(xiàn)可控制、可跳讀，不會對電力系統(tǒng)造成沖擊，但該技術(shù)還沒有實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
美國已經(jīng)走在了電化學(xué)儲能技術(shù)的前列，有很多原始性的專利掌握，美國在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面處于領(lǐng)先地位。日本、韓國在一些高端電池技術(shù)方面也有了很多的突破，尤其是日本，已經(jīng)在鈉硫電池、液流電池和鉛酸電池儲能技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平。
智能電網(wǎng)發(fā)展需要多種儲能技術(shù)
電力系統(tǒng)中的儲能系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用情況可以分為兩類：大規(guī)模集中式儲能系統(tǒng)和大規(guī)模分布式儲能系統(tǒng)。集中式儲能系統(tǒng)以能量轉(zhuǎn)換和電力系統(tǒng)削峰填谷功能為主，比如抽水蓄能、壓縮空氣儲能。分布式儲能系統(tǒng)以平抑電源功率隨機(jī)波動、維持局部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為主，經(jīng)常與可再生能源配合使用。
現(xiàn)在來看，沒有任何一種儲能技術(shù)能全面滿足智能電網(wǎng)接納分布式能源的需要，因此，發(fā)展多種儲能技術(shù)，是適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需要。
在我國，由于電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也得到了很大的促進(jìn)與提升，預(yù)計5年內(nèi)，國內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展的可能性較大。
這個結(jié)論來源于以下幾個基礎(chǔ)，一是鋰離子電池在能效轉(zhuǎn)換效率上是最高的，它具有其他化學(xué)電池所無法比擬的優(yōu)勢。其次，鋰離子電池壽命長的特點，較適用于電力儲能。此外，鋰離子電池在國內(nèi)外都有很好的產(chǎn)業(yè)鏈，全世界對鋰離子電池技術(shù)研發(fā)的投入和技術(shù)儲備都非常豐厚。而且，由于鋰離子電池的原材料資源豐富，且材料即不耗能又不用借助稀有金屬，這在成本方面存在較大優(yōu)勢。鋰離子電池集成技術(shù)門檻也較低，更為其大規(guī)模推廣提供了保障。
以我國剛剛投運(yùn)的張北國家風(fēng)光儲輸示范工程為例，目前，位于張北的國家風(fēng)光儲輸示范工程已連續(xù)安全運(yùn)行100多天，累計發(fā)電超億千瓦時。這是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合利用示范工程。而張北示范工程的成功，也為儲能技術(shù)發(fā)展方向提供了一定的參考與借鑒。
張北儲能電站是以“化學(xué)儲能以鋰電池為主、鈉硫電池和液流電池為輔”為原則，同時綜合考慮系統(tǒng)集成技術(shù)，如接線方式和方案，對電池應(yīng)用的特征，包括電池裝置控制，以及監(jiān)控技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，它的順利運(yùn)行標(biāo)志著我國新能源綜合利用技術(shù)取得重大突破。
專家預(yù)測，液流電池、鈉硫電池需要8年或者更長的時間來實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展，因為現(xiàn)在這兩類電池的研發(fā)起點還較低，參與研發(fā)設(shè)計的人員也很少，市場層面投入力量的廠家也少，未來實現(xiàn)大幅度跨越可能性較小，但值得期待的是，這兩種儲能技術(shù)的發(fā)展，將會在一定時間內(nèi)保持現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上大幅度降低價格。
但是，不管目前世界各國在發(fā)展哪一種電池，儲能系統(tǒng)和電池發(fā)展的未來趨勢都是大容量、高可靠性、高安全性、長壽命、低成本這幾個特性，這是未來儲能電池發(fā)展的方向，這也是業(yè)界公認(rèn)的。（作者系行業(yè)資深人士）
世界儲能技術(shù)發(fā)展各不相同
儲能技術(shù)一般包括物理儲能和化學(xué)儲能。其中，物理儲能包括抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、相變儲能等?；瘜W(xué)儲能包括鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池等。此外，還有電磁儲能，如超導(dǎo)儲能等。
抽水蓄能技術(shù)相對成熟，功率和儲能容量規(guī)模可以做得很大，對于控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性、調(diào)峰、調(diào)頻以及接納可再生風(fēng)電都可以發(fā)揮巨大作用，在中國，抽水蓄能還有相當(dāng)大的發(fā)展前景，尤其是我國的南方省份，根據(jù)已有的資源考察結(jié)果，至少有1億千瓦以上的建設(shè)空間。但蓄水儲能也存在一定缺點，比如受地勢的影響較大，另外響應(yīng)速度還比較慢，還不能做到暫態(tài)響應(yīng)。此外，歐洲出于對環(huán)境保護(hù)的考慮，已經(jīng)不再實施抽水蓄能項目。
壓縮空氣方面，全世界已經(jīng)有3個較大的壓縮空氣儲能示范工程，主要存在于美國和歐洲一些國家。但壓縮空氣儲能技術(shù)在安全可靠性方面還需進(jìn)行驗證。
在大規(guī)模熔鹽技術(shù)方面，中國、日本、韓國還沒有進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)。而在美國和歐洲主要應(yīng)用場合是太陽能熱發(fā)電，熔鹽技術(shù)減少了中間環(huán)節(jié)，能提高太陽能利用率，其輸出可以實現(xiàn)可控制、可跳讀，不會對電力系統(tǒng)造成沖擊，但該技術(shù)還沒有實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。
美國已經(jīng)走在了電化學(xué)儲能技術(shù)的前列，有很多原始性的專利掌握，美國在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面處于領(lǐng)先地位。日本、韓國在一些高端電池技術(shù)方面也有了很多的突破，尤其是日本，已經(jīng)在鈉硫電池、液流電池和鉛酸電池儲能技術(shù)方面處于國際領(lǐng)先水平。
智能電網(wǎng)發(fā)展需要多種儲能技術(shù)
電力系統(tǒng)中的儲能系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用情況可以分為兩類：大規(guī)模集中式儲能系統(tǒng)和大規(guī)模分布式儲能系統(tǒng)。集中式儲能系統(tǒng)以能量轉(zhuǎn)換和電力系統(tǒng)削峰填谷功能為主，比如抽水蓄能、壓縮空氣儲能。分布式儲能系統(tǒng)以平抑電源功率隨機(jī)波動、維持局部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為主，經(jīng)常與可再生能源配合使用。
現(xiàn)在來看，沒有任何一種儲能技術(shù)能全面滿足智能電網(wǎng)接納分布式能源的需要，因此，發(fā)展多種儲能技術(shù)，是適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需要。
在我國，由于電動汽車產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也得到了很大的促進(jìn)與提升，預(yù)計5年內(nèi)，國內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展的可能性較大。
這個結(jié)論來源于以下幾個基礎(chǔ)，一是鋰離子電池在能效轉(zhuǎn)換效率上是最高的，它具有其他化學(xué)電池所無法比擬的優(yōu)勢。其次，鋰離子電池壽命長的特點，較適用于電力儲能。此外，鋰離子電池在國內(nèi)外都有很好的產(chǎn)業(yè)鏈，全世界對鋰離子電池技術(shù)研發(fā)的投入和技術(shù)儲備都非常豐厚。而且，由于鋰離子電池的原材料資源豐富，且材料即不耗能又不用借助稀有金屬，這在成本方面存在較大優(yōu)勢。鋰離子電池集成技術(shù)門檻也較低，更為其大規(guī)模推廣提供了保障。
以我國剛剛投運(yùn)的張北國家風(fēng)光儲輸示范工程為例，目前，位于張北的國家風(fēng)光儲輸示范工程已連續(xù)安全運(yùn)行100多天，累計發(fā)電超億千瓦時。這是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合利用示范工程。而張北示范工程的成功，也為儲能技術(shù)發(fā)展方向提供了一定的參考與借鑒。
張北儲能電站是以“化學(xué)儲能以鋰電池為主、鈉硫電池和液流電池為輔”為原則，同時綜合考慮系統(tǒng)集成技術(shù)，如接線方式和方案，對電池應(yīng)用的特征，包括電池裝置控制，以及監(jiān)控技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)，它的順利運(yùn)行標(biāo)志著我國新能源綜合利用技術(shù)取得重大突破。
專家預(yù)測，液流電池、鈉硫電池需要8年或者更長的時間來實現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展，因為現(xiàn)在這兩類電池的研發(fā)起點還較低，參與研發(fā)設(shè)計的人員也很少，市場層面投入力量的廠家也少，未來實現(xiàn)大幅度跨越可能性較小，但值得期待的是，這兩種儲能技術(shù)的發(fā)展，將會在一定時間內(nèi)保持現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上大幅度降低價格。
但是，不管目前世界各國在發(fā)展哪一種電池，儲能系統(tǒng)和電池發(fā)展的未來趨勢都是大容量、高可靠性、高安全性、長壽命、低成本這幾個特性，這是未來儲能電池發(fā)展的方向，這也是業(yè)界公認(rèn)的。（作者系行業(yè)資深人士）
[責(zé)任編輯：梁小婧]
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