儲(chǔ)能技術(shù)是人類社會(huì)走向低碳經(jīng)濟(jì)不可或缺的基礎(chǔ)前提，也是推動(dòng)能源型的必要條件。哪些儲(chǔ)能技術(shù)最具發(fā)展前景?今后的發(fā)展方向如何?中國(guó)與美國(guó)在儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用方面有哪些最新進(jìn)展?政策與監(jiān)管如何支持儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展?儲(chǔ)能設(shè)施如何與電網(wǎng)配合?如何給儲(chǔ)能設(shè)施應(yīng)有的市場(chǎng)地位并保證投資運(yùn)營(yíng)商有適當(dāng)?shù)幕貓?bào)?在10月27日，北京國(guó)際能源專家俱樂(lè)部舉辦的儲(chǔ)能技術(shù)與電網(wǎng)發(fā)展國(guó)際研討會(huì)上，多位專家就以上問(wèn)題進(jìn)行了探討，以下是各位專家的演講精要。
  美國(guó)能源監(jiān)管委員會(huì)原主席Jon Wellinghoff先生做了一篇題目為“儲(chǔ)能在電網(wǎng)發(fā)展中的作用”的演講，詳細(xì)介紹了美國(guó)的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)展，解釋了在聯(lián)邦和州層面美國(guó)是如何利用監(jiān)管條例對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行支持，并展望了儲(chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)的應(yīng)用趨勢(shì)，主要觀點(diǎn)總結(jié)如下。
  1.目前世界上有很多種儲(chǔ)能技術(shù)，可以提供多種服務(wù)。這些技術(shù)包括超級(jí)電容(Supercapacitors)、超導(dǎo)磁儲(chǔ)能(SMES)、鉛酸電池(Lead-Acid)、鋰電池(Li-Ion)、鈉硫電池(NaS)、液流電池(Redox Flow)、飛輪儲(chǔ)能(Flywheels)、壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)、抽水蓄能(Pumped Hydro)等。這些不同技術(shù)可以提供多樣化供電功率(從kW級(jí)到GW級(jí))和供電時(shí)長(zhǎng)(從秒級(jí)到小時(shí)級(jí))，可以在UPS系統(tǒng)(不間斷電源系統(tǒng))、削峰填谷電網(wǎng)輸配系統(tǒng)及大容量電力管理系統(tǒng)等三個(gè)層面加以應(yīng)用。在提供大容量能源服務(wù)方面，儲(chǔ)能技術(shù)可以大幅度提升電網(wǎng)供電能力并使電力運(yùn)營(yíng)商通過(guò)峰谷電價(jià)差獲利。另外，儲(chǔ)能技術(shù)還可以為輸電基礎(chǔ)設(shè)施、配電基礎(chǔ)設(shè)施、用戶能源管理等方面提供諸多輔助服務(wù)功能，如：給風(fēng)光系統(tǒng)補(bǔ)充旋轉(zhuǎn)備用能力、黑啟動(dòng)、配合監(jiān)管等。
  2. 儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)都可以發(fā)揮作用。一是在發(fā)電端與傳統(tǒng)發(fā)電技術(shù)配合，提升清潔能源的并網(wǎng)率。在發(fā)電端，大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)可以作為發(fā)電廠的輔助服務(wù)設(shè)施，對(duì)太陽(yáng)能、風(fēng)電等不穩(wěn)定電源起到穩(wěn)壓、穩(wěn)流作用。二是在輸配環(huán)節(jié)，儲(chǔ)能技術(shù)可以用在變電站上起到削峰填谷的作用。這一環(huán)節(jié)的應(yīng)用在美國(guó)正變得日益重要。儲(chǔ)能技術(shù)可以作為配電網(wǎng)中變電站的技術(shù)升級(jí)，推遲電網(wǎng)的更新?lián)Q代，降低成本。三是在消費(fèi)環(huán)節(jié)，在“電表前”和“電表后”，都有儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用。就“電表前”而言，在美國(guó)東西海岸、尤其是東海岸地區(qū)，電網(wǎng)公司在積極投資建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施。因?yàn)檫@些地區(qū)容易受到颶風(fēng)影響，儲(chǔ)能設(shè)施可以讓電網(wǎng)更有彈性，在對(duì)抗颶風(fēng)時(shí)更穩(wěn)定。在“電表后”，儲(chǔ)能設(shè)施為用戶提供服務(wù)，比如特斯拉的充電墻。在美國(guó)部分地區(qū)，每天特定時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)車充電有助于電網(wǎng)調(diào)峰，而且還會(huì)有所回報(bào)。除加州外，伊利諾伊、紐約、新澤西、德州等州也都設(shè)立了很好的激勵(lì)政策，鼓勵(lì)消費(fèi)者在電表后設(shè)立儲(chǔ)能或者自發(fā)電設(shè)施。
  3. 在聯(lián)邦層面，監(jiān)管政策做出了及時(shí)的調(diào)整來(lái)支持儲(chǔ)能設(shè)施的應(yīng)用。Jon Wellinghoff先生任主席時(shí)，美國(guó)能源監(jiān)管委員會(huì)制定了第755號(hào)法規(guī)，規(guī)定 ISO應(yīng)對(duì)那些為其提供調(diào)頻服務(wù)的服務(wù)商支付報(bào)酬。在服務(wù)計(jì)量方面，不光要計(jì)算總共接收到的電量，還要根據(jù)反應(yīng)速度、調(diào)頻準(zhǔn)確度來(lái)計(jì)算報(bào)酬。這一規(guī)定主要考慮到儲(chǔ)能技術(shù)的需求響應(yīng)速度比常規(guī)發(fā)電技術(shù)要快很多這一特點(diǎn)。能源監(jiān)管委員會(huì)的第719號(hào)法規(guī)要求獨(dú)立電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商(ISO)和區(qū)域輸電組織(RTO)接受來(lái)自需求側(cè)所提供的輔助服務(wù)，這使商業(yè)和工業(yè)用戶利用儲(chǔ)能設(shè)施作為需求側(cè)響應(yīng)手段成為可能。能源監(jiān)管委員會(huì)的第745號(hào)法規(guī)則要求電力公司和零售商支付大客戶利用儲(chǔ)能來(lái)替代電網(wǎng)調(diào)峰的費(fèi)用。
  4.在州層面，美國(guó)也對(duì)儲(chǔ)能設(shè)施的利用有一定的監(jiān)管政策激勵(lì)。加州電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行商(CAISO)制定了采購(gòu)靈活電源的政策，鼓勵(lì)裝配和使用具有儲(chǔ)能功能的靈活電源，以保證大量清潔能源的并網(wǎng)和有效使用(加州通過(guò)立法要求清潔能源的裝機(jī)在2030年必須達(dá)到50% 。)。加州公用事業(yè)委員會(huì)( CPUC)制定了儲(chǔ)能法規(guī)(AB2514)，要求加州境內(nèi)的三家公共電力公司(PG&E，SCE，SGD&E)必須在2020年前采購(gòu)至少1.325GW的儲(chǔ)能設(shè)備。這項(xiàng)法規(guī)還設(shè)立了評(píng)估儲(chǔ)能服務(wù)、成本效益的框架規(guī)則，并且制定了可能的電網(wǎng)儲(chǔ)能指標(biāo)。這個(gè)法規(guī)直接幫助加州上馬了一大批儲(chǔ)能項(xiàng)目，很多新的儲(chǔ)能技術(shù)在這些項(xiàng)目中得到了體現(xiàn)。CPUC制定的“自發(fā)電獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)計(jì)劃規(guī)定”給予儲(chǔ)能$2,000/kW補(bǔ)貼，這項(xiàng)補(bǔ)貼每年遞減10%。
  5. 美國(guó)的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，非電網(wǎng)系統(tǒng)的工商與居民端儲(chǔ)能應(yīng)用增長(zhǎng)尤為迅速。美國(guó)的東、西海岸是儲(chǔ)能發(fā)展最快的地區(qū)，也是美國(guó)最富有創(chuàng)新精神的地區(qū)。該地區(qū)電價(jià)較高，使得儲(chǔ)能應(yīng)用更有經(jīng)濟(jì)性。目前，美國(guó)全國(guó)電池儲(chǔ)能設(shè)施的安裝以每年30~40%的速度增長(zhǎng)，這個(gè)速度接近5年前光伏的增長(zhǎng)速度。目前，美國(guó)能源部統(tǒng)計(jì)的全國(guó)電池儲(chǔ)能總功率已經(jīng)超過(guò)300MW，預(yù)計(jì)到2019年會(huì)增長(zhǎng)到近1GW。目前電池儲(chǔ)能絕大多數(shù)被用到電網(wǎng)輸配環(huán)節(jié)，但未來(lái)工業(yè)、商業(yè)、尤其是居民儲(chǔ)能的增長(zhǎng)速度會(huì)高過(guò)電網(wǎng)儲(chǔ)能。
  6. 美國(guó)風(fēng)、光發(fā)電成本下降迅速，已經(jīng)具備較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。目前，美國(guó)光伏發(fā)電的度電成本有的已低于4美分/度(最低的招標(biāo)價(jià)格是3.8美分，包括以稅收返還形式的補(bǔ)貼)，風(fēng)力發(fā)電成本有的已經(jīng)直逼2美分/度。這些價(jià)格包含了30%的投資免稅補(bǔ)貼，但即使扣除這一補(bǔ)貼，美國(guó)光伏、風(fēng)力發(fā)電的度電成本已經(jīng)低于煤電、氣電、水電和核電。
  7. 儲(chǔ)能可以解決光伏輸出的不平穩(wěn)性，解決“鴨子曲線”問(wèn)題。在加州因?yàn)楣夥�的快速發(fā)展和峰谷特性，造成在光伏出力高峰(如一天的中午)時(shí)常規(guī)電廠發(fā)電越來(lái)越少，到了晚上又要完全承擔(dān)平抑“鴨子形”問(wèn)題(圖1)。儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展可以填平鴨肚子，削去鴨頭，使常規(guī)電廠平滑出力，大力增加整個(gè)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。因此，CPUC要求三大公共電力公司到2020年建立至少1325兆瓦的儲(chǔ)能設(shè)施。

 
  圖1. 加州2012-2020年每年3月某天的負(fù)荷曲線

  8. 在微電網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)是一個(gè)新趨勢(shì)。出于不同的驅(qū)動(dòng)因素，各國(guó)都希望大力發(fā)展微電網(wǎng)。美國(guó)微電網(wǎng)發(fā)展吸引了大量投資，2015~2020年發(fā)展微電網(wǎng)的投資總額預(yù)計(jì)將達(dá)30億美元。微電網(wǎng)的主要驅(qū)動(dòng)者包括軍事設(shè)施，軍事基地希望通過(guò)微電網(wǎng)與大電網(wǎng)隔離，以保證獨(dú)立安全的電力供應(yīng)。此外還有公共設(shè)施、大學(xué)、島嶼等。加州擁有3.2萬(wàn)名師生的加州大學(xué)圣迭戈分校校園就是通過(guò)儲(chǔ)能、太陽(yáng)能和燃?xì)獍l(fā)電形成自己的微電網(wǎng)。越來(lái)越多的類似社區(qū)在發(fā)展自己的微電網(wǎng)。
  9. 儲(chǔ)能系統(tǒng)需要合適的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)才能給電網(wǎng)帶來(lái)價(jià)值。儲(chǔ)能技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)的應(yīng)用產(chǎn)生了各具特色的價(jià)值鏈，需要合適的市場(chǎng)結(jié)構(gòu)才能使其所提供給電網(wǎng)和用戶的服務(wù)價(jià)值得到認(rèn)可，實(shí)現(xiàn)真正的商業(yè)價(jià)值。
  10. 全球儲(chǔ)能技術(shù)正處在從科學(xué)試驗(yàn)走向商業(yè)化普及的初始階段，政策支持十分重要。政策支持的目的應(yīng)該是體現(xiàn)儲(chǔ)能在能源系統(tǒng)中的價(jià)值，即從化石能源向可再生能源的轉(zhuǎn)型過(guò)程中，各環(huán)節(jié)儲(chǔ)能所體現(xiàn)出的價(jià)值。
  美國(guó)西雅圖UniEnergy Technologies公司總裁兼首席執(zhí)行官楊振國(guó)博士介紹的“美國(guó)電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用”情況，主要觀點(diǎn)如下。
  1. 儲(chǔ)能技術(shù)的本質(zhì)是給能量加上一個(gè)時(shí)間變量。傳統(tǒng)上電能是即發(fā)即用的，沒(méi)有時(shí)間因素。儲(chǔ)能技術(shù)給電能增加了時(shí)間變量，提升了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的價(jià)值，同時(shí)有助于接入清潔能源。
  2. 儲(chǔ)能技術(shù)在電網(wǎng)上應(yīng)用有五個(gè)關(guān)鍵要求：
  安全性。電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存巨大的能量，在能量釋放過(guò)程中可以產(chǎn)生巨大的熱量，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。美國(guó)發(fā)生過(guò)多起蓄電池起火事故，固態(tài)鉛酸電池和鋰聚合物電池也都發(fā)生過(guò)重大事故。美國(guó)能源部還為此專門(mén)設(shè)立項(xiàng)目，研究電池的安全性。
  性能。性能包括功率、能量、效率、反應(yīng)時(shí)間，靈活及多功能性等指標(biāo)。根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用，對(duì)功率的要求從幾十千瓦到上百兆瓦不等，放電時(shí)間的要求從幾秒，幾分鐘，幾十分鐘，幾小時(shí)，甚至幾天不等。一個(gè)重要的指標(biāo)是反應(yīng)時(shí)間越短越好，一般要在一秒以內(nèi)達(dá)到系統(tǒng)要求。有些應(yīng)用比如電壓支持甚至要求低于0.1秒。這樣的反應(yīng)時(shí)間是傳統(tǒng)的抽水蓄能和壓縮空氣系統(tǒng)不能提供的。功能上的靈活性能夠增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。
  耐久性，即系統(tǒng)壽命。傳統(tǒng)能源和新能源發(fā)電廠的生命周期都在20年以上，與之匹配的儲(chǔ)能系統(tǒng)也需要有相同的長(zhǎng)壽命。一般需要電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命超過(guò)10年，并且可以承受超過(guò)4000次深度充放電的考驗(yàn)。
  經(jīng)濟(jì)性。不僅要關(guān)注電池的成本，還有變電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等系統(tǒng)性成本;不僅是電池系統(tǒng)成本，還有安裝和工程造價(jià)(在電池成本上增加30~100%很正常);不僅是資金成本，還有運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本——因此要比較不同循環(huán)壽命周期下的度電成本。同時(shí)不僅要看成本，還要看效益，有些貴的電池壽命更長(zhǎng)，性價(jià)比更高。
  可靠性。電池系統(tǒng)不需要太多的維護(hù)和保養(yǎng)。
  3. 美國(guó)目前電網(wǎng)儲(chǔ)能以抽水蓄能為主，未來(lái)主要方向?yàn)殡姵氐褥`活儲(chǔ)能系統(tǒng)。美國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量在1200GW左右，有大概2%，即20~30GW的儲(chǔ)能能力。美國(guó)目前電網(wǎng)儲(chǔ)能的95%為抽水蓄能，總量超過(guò)20GW，基本上都是在1980年以前建造的。抽水蓄能系統(tǒng)成本最低，但由于環(huán)境影響大、建造周期長(zhǎng)、投資巨大、地理選址受限等原因，未來(lái)的發(fā)展非常有限。美國(guó)未來(lái)電網(wǎng)儲(chǔ)能的主要發(fā)展方向是使用更加柔性化、多功能、靈活的儲(chǔ)能系統(tǒng)。電池儲(chǔ)能技術(shù)由于高效、功能多樣、充放電雙向反應(yīng)、響應(yīng)速度快、清潔而成為了首選。
  4. 各種電池儲(chǔ)能技術(shù)的對(duì)比顯示，液流電池優(yōu)勢(shì)突出。
  鋰離子電池。鋰離子電池的概念是在1970年代提出的。經(jīng)過(guò)近二十年的材料研發(fā)和完善，1991年第一塊商業(yè)化鋰離子電池出現(xiàn)，再經(jīng)過(guò)多年大量的資本投入與發(fā)展，鋰離子電池的技術(shù)已經(jīng)走向成熟。鋰電池最大的優(yōu)點(diǎn)在于能量密度和效率都很高，所以很快得到了廣泛應(yīng)用。到今天，全球圍繞鋰電池建成了比較成熟的工業(yè)系統(tǒng)。鋰電池的缺點(diǎn)在于：1)安全性低，事故多發(fā)，如波音787的鋰電池事故，鋰聚合物電池在亞利桑那州的大型起火事故等。電解液的可燃性使危險(xiǎn)永遠(yuǎn)存在;2)容量隨著充電循環(huán)次數(shù)增加而減少，需要經(jīng)常換電池;3)基本上放電時(shí)間較短，長(zhǎng)時(shí)間放電對(duì)鋰電池的挑戰(zhàn)很大。
  鈉電池。鈉電池根據(jù)正極情況，一種是鈉硫電池，一種是鈉-金屬氯化物電池。這兩種電池的運(yùn)行溫度都需在300~350攝氏度。能量密度與鋰電池相當(dāng)。如果可以長(zhǎng)期連續(xù)使用，能取得很好的電池效率。電池壽命(充放電20~80%)可以達(dá)到4000~5000次。目前這種電池技術(shù)已經(jīng)比較成熟，東京電力、NGK、GE等大公司做了很大的投資。但是安全性還不能完全保證，2011年日本的2MW鈉硫電池系統(tǒng)發(fā)生大火，對(duì)技術(shù)推廣產(chǎn)生了很大影響。
  液流電池(RFB)。液流電池的能量?jī)?chǔ)存在電解液里，而不是固體電極，電池模塊通過(guò)氧化還原反應(yīng)把電解液儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔�。目前較為成熟的是全釩液流電池。液流電池的優(yōu)點(diǎn)在于：1)理論上壽命無(wú)限長(zhǎng)，可循環(huán)使用。因?yàn)樗�的工作特點(diǎn)是電極不參加具體反應(yīng)，所以循環(huán)壽命不受限制，也不受放電和充電程度的影響;2)可以根據(jù)需求把功率和能量分開(kāi)來(lái)靈活設(shè)計(jì)，比如說(shuō)確定了100兆瓦功率，但是需要4小時(shí)還是8小時(shí)供電可以變化;3)電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便模塊化組裝，也可以做很大;4)安全性好。因?yàn)殡娊庖菏撬�基的，本身就是滅火劑。另外由于水的比熱容大，即使充滿了瞬間釋放，整個(gè)系統(tǒng)溫度也只上升15~16度;5)平準(zhǔn)化成本低于鋰電池，適合做大型儲(chǔ)能項(xiàng)目。缺點(diǎn)是能量密度較低，目前不適合安裝在移動(dòng)裝置上，工程上也需進(jìn)一步完善。液流電池在電網(wǎng)上的應(yīng)用最大的項(xiàng)目是中國(guó)博融集團(tuán)下屬融科儲(chǔ)能在蝸牛石風(fēng)電場(chǎng)的5MW/10MWh項(xiàng)目，從2012年項(xiàng)目建成至今一直運(yùn)行穩(wěn)定。
  5. 未來(lái)儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展還將百花齊放，液流電池將得到更多的重視。人類還沒(méi)有發(fā)明一種電池可以滿足所有的儲(chǔ)能需求。將來(lái)電網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能的市場(chǎng)非常大，不會(huì)有一種理想技術(shù)覆蓋所有需求，未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)一定是百花齊放，在不同領(lǐng)域應(yīng)用不同技術(shù)。其中多功能、靈活化的技術(shù)將產(chǎn)生更好的效益和價(jià)值，占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。目前在美國(guó)，放電時(shí)間較短的電池選擇基本是鋰電池。原來(lái)大家看好的鈉硫電池放電時(shí)間較長(zhǎng)，但由于存在安全問(wèn)題，而使液流電池漸漸被重視起來(lái)。目前儲(chǔ)能電池的科研趨勢(shì)已經(jīng)很大程度上轉(zhuǎn)向液流電池。一個(gè)趨勢(shì)是使用更安全的水基電解液，另一個(gè)是采用更便宜的材料，如鋅、鐵、硅等。
  6. 儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化面臨挑戰(zhàn)。很多儲(chǔ)能技術(shù)目前尚處于實(shí)驗(yàn)室階段，吸引了大量風(fēng)險(xiǎn)投資，也有了一些原型產(chǎn)品，但離工程化、產(chǎn)業(yè)化還較遠(yuǎn)，高性能和低成本仍是一對(duì)矛盾。電力儲(chǔ)能系統(tǒng)中，不光電池重要，電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)、管理系統(tǒng)、能效管理等都很重要。美國(guó)現(xiàn)在投資最多的還是投資少、見(jiàn)效快的能效管理系統(tǒng)。
  7. 商務(wù)模式創(chuàng)新和政策支持對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)及市場(chǎng)發(fā)展至關(guān)重要。三個(gè)條件的成熟才能使得儲(chǔ)能市場(chǎng)走向成熟，并在電力系統(tǒng)得到大規(guī)模應(yīng)用：一是技術(shù)成熟，成本降低;二是政策法規(guī)的有力支持;三是在結(jié)合技術(shù)、投資、金融多個(gè)領(lǐng)域形成創(chuàng)新的商務(wù)模式。
  清華大學(xué)教授盧強(qiáng)院士介紹了中國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況。主要觀點(diǎn)總結(jié)如下。
  1. 中國(guó)應(yīng)大規(guī)模建設(shè)儲(chǔ)能項(xiàng)目。中國(guó)現(xiàn)在風(fēng)電總裝機(jī)容量已經(jīng)超過(guò)100GW，但是70~80%的風(fēng)能沒(méi)有很好利用，特別是后半夜的風(fēng)能全部放棄，損失的能量即使收回50%，也相當(dāng)于重建三到四個(gè)三峽發(fā)電站。雖然大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)中抽水蓄能是首選，但抽水蓄能嚴(yán)格受到地理?xiàng)l件限制，并存在水庫(kù)漏水和蒸發(fā)等問(wèn)題。所以不能指望抽水蓄能來(lái)解決大量棄風(fēng)和棄光等問(wèn)題。
  2. 廢棄電池污染環(huán)境是大規(guī)模電池儲(chǔ)能發(fā)展的主要風(fēng)險(xiǎn)�，F(xiàn)在中國(guó)大量用的磷酸鐵鋰電池壽命太短，淺充淺放為八年，深充深放最多四年，廢棄電池對(duì)環(huán)境造成了大量污染。此外，鋰電池的工作環(huán)境溫度要求嚴(yán)格(溫度不超過(guò)攝氏27度(正負(fù)2~4度)的溫度區(qū)域才能有效運(yùn)用)，這也進(jìn)一步增加了電池的使用成本。
  3. 中國(guó)可以大規(guī)模部署自主研發(fā)的非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能技術(shù)。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：1)系統(tǒng)配置靈活，系統(tǒng)效率可以達(dá)到70%以上;2)投資成本低，與抽水蓄能幾乎相當(dāng);3)適用于大規(guī)模儲(chǔ)能和分散式儲(chǔ)能，不發(fā)電的時(shí)候可以調(diào)峰使用;4)碳排放為零;5)可以提供天然的熱、電、冷三聯(lián)供，不但可以提供不間斷熱水，而且可以提供2~3攝氏度的制冷環(huán)境用于保鮮水果和糧食，在東北和中國(guó)很多地方都可以使用;6)可以在電壓不足時(shí)提供自然支撐調(diào)壓。
  由國(guó)網(wǎng)公司支持、清華大學(xué)研發(fā)的“非補(bǔ)燃?jí)嚎s空氣儲(chǔ)能”相關(guān)技術(shù)已經(jīng)獲得中美發(fā)明專利受理，一個(gè)500kW的示范項(xiàng)目已經(jīng)在安徽蕪湖建成，連續(xù)18個(gè)月運(yùn)行效果良好。該項(xiàng)目電對(duì)電的轉(zhuǎn)換效率是33%，加上冷熱利用的系統(tǒng)效率可達(dá)72%。目前，國(guó)網(wǎng)和清華團(tuán)隊(duì)正在籌劃一個(gè)20MW的示范項(xiàng)目，并對(duì)該技術(shù)進(jìn)行改良，將“電轉(zhuǎn)電”效率從33%提高到55%，系統(tǒng)效率(熱+電+冷)達(dá)到80%。
  與會(huì)專家圍繞中國(guó)的電網(wǎng)、儲(chǔ)能建設(shè)等問(wèn)題展開(kāi)了進(jìn)一步討論。主要觀點(diǎn)總結(jié)如下。
  1. 儲(chǔ)能技術(shù)是第三次工業(yè)革命的關(guān)鍵技術(shù)，也是能源系統(tǒng)從化石能源向可再生能源過(guò)渡的奠基石。從全球角度來(lái)看，能源正在轉(zhuǎn)型，電網(wǎng)正在逐步從大規(guī)模長(zhǎng)距離運(yùn)輸走向更小規(guī)模的社區(qū)化微電網(wǎng)，整個(gè)電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)從高、大、遠(yuǎn)，向中小型、智能化和區(qū)域優(yōu)化的特征轉(zhuǎn)變。在這一轉(zhuǎn)型過(guò)程中，儲(chǔ)能起著極為關(guān)鍵的作用。中國(guó)從“十五”開(kāi)始，在中長(zhǎng)期規(guī)劃里已經(jīng)把儲(chǔ)能技術(shù)作為一個(gè)重要方向提了出來(lái)，現(xiàn)在應(yīng)考慮為儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展制定專項(xiàng)規(guī)劃。
  2. 儲(chǔ)能技術(shù)最需要的突破是車用電池技術(shù)。車用動(dòng)力電池和電網(wǎng)儲(chǔ)能電池的要求不盡相同。目前，電池儲(chǔ)能技術(shù)最迫切需要的突破是電動(dòng)車電池技術(shù)，車用電池技術(shù)的突破代表了儲(chǔ)能電池真正的市場(chǎng)化。目前中國(guó)電力系統(tǒng)還沒(méi)有到大規(guī)模使用儲(chǔ)能的階段。電力系統(tǒng)作為一個(gè)整體，進(jìn)一步調(diào)節(jié)吸納風(fēng)電、太陽(yáng)能還有很大潛力可以挖掘。儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)里的應(yīng)用中，微電網(wǎng)用處更大。應(yīng)該鼓勵(lì)示范項(xiàng)目，搞好技術(shù)儲(chǔ)備。在發(fā)電側(cè)大規(guī)模的儲(chǔ)能，就現(xiàn)在中國(guó)而言還是以抽水蓄能為主，還有火電機(jī)組的調(diào)節(jié)。
  3.儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展對(duì)電網(wǎng)來(lái)說(shuō)意義重大。中國(guó)目前有抽水蓄能，有火電調(diào)峰，可以解決電網(wǎng)運(yùn)行的一些問(wèn)題。但是搞抽水蓄能要開(kāi)山、要架線、要通過(guò)升壓、降壓，最后通過(guò)電網(wǎng)送到用戶，這一系列的工程非常大。如果將來(lái)電池的儲(chǔ)能規(guī)模足夠大，并直接裝在大城市或者是附近變電站里邊，就可以替代抽水蓄能。所以發(fā)展用于電網(wǎng)的大規(guī)模新型儲(chǔ)能技術(shù)是未來(lái)的方向。同時(shí)，電網(wǎng)建設(shè)與儲(chǔ)能配套設(shè)施建設(shè)同樣重要�，F(xiàn)在中國(guó)有風(fēng)、有光的地方電網(wǎng)都很弱，負(fù)荷都很小，在沒(méi)有儲(chǔ)能設(shè)施條件下，消納不了就不得不棄電。所以作為電網(wǎng)公司首要的任務(wù)是強(qiáng)化電網(wǎng)建設(shè)。例如，現(xiàn)在哈密在建800萬(wàn)千瓦的風(fēng)電，需要通過(guò)特高壓直流送到鄭州，而現(xiàn)在的直流輸電送不了可再生能源，因?yàn)椴▌?dòng)太大，所以如果沒(méi)有合適的調(diào)壓手段，電損將不可避免�，F(xiàn)在的解決辦法是在當(dāng)?shù)亟ɑ痣�，�?jīng)過(guò)測(cè)算，800萬(wàn)千瓦的風(fēng)電要配700萬(wàn)千瓦的火電，再加300萬(wàn)千瓦的光伏，這樣直流送出來(lái)的可再生能源能源的電量可以占到30%。但是如果有了儲(chǔ)能技術(shù)調(diào)節(jié)，特高壓電力傳輸就會(huì)簡(jiǎn)單的多。所以儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)清潔能源發(fā)展意義重大。
  4. 中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還需克服諸多挑戰(zhàn)。
  一是市場(chǎng)機(jī)制不健全。中國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)起步晚，最近五年國(guó)家才開(kāi)始重視。北美、日本20年前就有了儲(chǔ)能方面的產(chǎn)業(yè)政策，也都已經(jīng)形成了各自的運(yùn)行機(jī)制。目前，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有了一些地區(qū)性規(guī)定，提供了一些發(fā)展機(jī)會(huì)和市場(chǎng)模式，但離整體產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展還有很大距離。儲(chǔ)能企業(yè)希望未來(lái)這些規(guī)定能夠上升到政策層面，真正納入到電力體制改革，成為一個(gè)法規(guī)，這樣可以提高投資方參與的可靠性，也可以盡量減少投資風(fēng)險(xiǎn)。
  二是技術(shù)前景尚不明朗。如何把技術(shù)直接變成實(shí)際的商業(yè)模式，最終能否支持公司真正盈利，也存在風(fēng)險(xiǎn)。目前還沒(méi)有完全搞清楚在儲(chǔ)能方面什么技術(shù)最具經(jīng)濟(jì)性、最有競(jìng)爭(zhēng)力，即從商業(yè)角度來(lái)看最有前景的儲(chǔ)能技術(shù)還不確定。例如，很長(zhǎng)時(shí)間以前就大概知道了硅是太陽(yáng)能發(fā)電主要的技術(shù)方向，可以提出商業(yè)模式�，F(xiàn)在儲(chǔ)能技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到那樣的階段，不清楚未來(lái)方向是液流電池、壓縮空氣還是鋰電池。因此不知道如何投入資金和精力來(lái)降低成本。從未來(lái)發(fā)展看，或許有兩類主要技術(shù)方向，一是對(duì)長(zhǎng)壽命應(yīng)用來(lái)說(shuō)應(yīng)該是液流電池，二是對(duì)短壽命應(yīng)用來(lái)說(shuō)應(yīng)該是鋰電池。不過(guò)不論哪種技術(shù)，只有完成了科學(xué)實(shí)驗(yàn)階段，達(dá)到可以盈利，才能談得上大范圍的推廣應(yīng)用。
  三是儲(chǔ)能設(shè)備還需要提高可靠性。如果電池儲(chǔ)能不能使用10年以上，對(duì)于電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)來(lái)講沒(méi)有意義。如果壽命問(wèn)題和安全性解決不了，談價(jià)格也沒(méi)有意義。在運(yùn)營(yíng)風(fēng)電、光電中，我們不需要1:1的儲(chǔ)能配備，按照10~15%配就可以了。如果天氣預(yù)報(bào)預(yù)估風(fēng)電的誤差是20%，那么配上15%的儲(chǔ)能，就可以提高發(fā)電效率，提升電網(wǎng)穩(wěn)定性。而且，電網(wǎng)調(diào)度機(jī)構(gòu)就可以把其他機(jī)組進(jìn)行合理安排。因?yàn)轱L(fēng)電和太陽(yáng)能項(xiàng)目一般要運(yùn)行20年，所以儲(chǔ)能設(shè)備至少要有10年的壽命期。
  有效應(yīng)對(duì)以上挑戰(zhàn)需要政府對(duì)科研院所增加研發(fā)投入，并對(duì)企業(yè)也要提供適度的研發(fā)支持。在成功試點(diǎn)的基礎(chǔ)上，政府可以出臺(tái)扶持政策，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)已經(jīng)成立的中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟可以在這些方面發(fā)揮一定作用。