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      儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源接入、分布式發(fā)電、微電網(wǎng)以及電動汽車發(fā)展必不可少的支撐技術，可以有效地實現(xiàn)需求側管理、消除晝夜峰谷差、平滑負荷，可以提高電力設備運行效率、降低供電成本，還可以作為促進可再生能源應用，提高電網(wǎng)運行穩(wěn)定性、調整頻率、補償負荷波動的一種手段。智能電網(wǎng)的構建促進儲能技術升級、推動儲能需求尤其是大規(guī)模儲能需求的快速增長，從而帶來相應的投資機會。
　　隨著儲能技術的大量應用必將在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)設計、規(guī)劃、調度、控制方面帶來變革。儲能技術關系到國計民生，具有越來越重要的經(jīng)濟價值和社會價值，目前儲能在中國的發(fā)展剛剛起步。國家應該盡快研究儲能技術的相關產業(yè)標準，加強儲能技術基礎研究的投入，切實鼓勵技術創(chuàng)新，掌握自主知識產權；從規(guī)模儲能技術發(fā)展起始階段就重視環(huán)境因素，防治環(huán)境污染；充分發(fā)揮儲能在節(jié)能減排方面的作用，把對新能源的鼓勵政策延伸到儲能環(huán)節(jié)。
　　近年來，我國電網(wǎng)峰谷差逐年增大，多數(shù)電網(wǎng)的高峰負荷增長幅度在10%左右，甚至更高。而低谷負 荷的增長幅度則維持在5%甚至更低。峰谷差的增加幅度大于負荷的增長幅度，在電網(wǎng)中引入儲能系統(tǒng)成為了實現(xiàn)電網(wǎng)調峰的迫切需求。
　　儲能技術擁有廣泛的應用前景，但實現(xiàn)規(guī)?；瘍δ墚斍叭允且粋€世界性難題。目前，我國約有40個儲能示范項目，而規(guī)模在1000千瓦級的項目為數(shù)不多。這些儲能項目多起到示范、探索性作用，并不具備產業(yè)化意義。

　　儲能產業(yè)的發(fā)展機遇
　　由于我國的能源中心和電力負荷中心距離跨度大，電力系統(tǒng)一直遵循著大電網(wǎng)、大電機的發(fā)展方向，按照集中輸配電模式運行，隨著可再生能源發(fā)電的飛速發(fā)展和社會對電能質量要求的不斷提高，儲能技術應用前景廣闊。儲能技術主要的應用方向有：風力發(fā)電與光伏發(fā)電互補系統(tǒng)組成的局域網(wǎng)，用于偏遠地區(qū)供電、工廠及辦公樓供電；通信系統(tǒng)中作為不間斷電源和應急電能系統(tǒng)；風力發(fā)電和光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)電能質量調整；作為大規(guī)模電力存儲和負荷調峰手段；電動汽車儲能裝置；作為國家重要部門的大型后備電源等。隨著儲能技術的不斷進步，安全性好、效率高、清潔環(huán)保、壽命長、成本低、能量密度大的儲能技術將不斷涌現(xiàn)，必將帶動整個電力行業(yè)產業(yè)鏈的快速發(fā)展，創(chuàng)造巨大的經(jīng)濟效益和社會效益。
　　國家電網(wǎng)公司近期確定的智能電網(wǎng)重點投資領域中包括了大量儲能應用領域，如發(fā)電領域的風力發(fā)電和光伏發(fā)電中應用儲能技術項目，配電領域儲能技術，電動汽車充放電技術等。無論是風電還是太陽能發(fā)電，其自身都具有隨機性和間歇性特征，其裝機容量的快速增長必對電網(wǎng)調峰和系統(tǒng)安全帶來不利影響，所以，必須要有可靠的儲能技術作為支撐和緩沖。先進儲能技術能夠在很大程度上解決新能源發(fā)電的波動性問題，使風電及太陽能發(fā)電大規(guī)模的安全并入電網(wǎng)。
　　并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的直流電能轉換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關重要的作用。并網(wǎng)逆變器性能對于系統(tǒng)的效率、可靠性，系統(tǒng)的壽命及降低光伏發(fā)電成本至關重要。 
　　儲能技術發(fā)展有利于推進風電就地消納，在當前產業(yè)梯度轉移的大背景下，可考慮在大型風電基地附近布局供熱、高耗能產業(yè)，同時加快建立風電場與這些大電力用戶和電力系統(tǒng)的協(xié)調運行機制。國家電網(wǎng)近期確定的智能電網(wǎng)重點投資領域中包括了大量儲能應用：發(fā)電領域如風光并網(wǎng)及儲能項目，配電領域如儲能技術、電動汽車充電和配電自動化等。
　　根據(jù)國家關于新能源產業(yè)的規(guī)劃，預計到2020年，國家將累計投資3萬億元大力發(fā)展可再生能源。屆時，我國可再生能源在全部能源消費中將達到15%。按照市場普遍預期，2020年我國電力裝機達到1500GW，風電占比10%，即150GW。配套儲能裝置的功率按照風電裝機容量的15%計算，約為22.5GW。如果儲能裝置單位千瓦造價按照4000元/kW計算，至2020年的10年間，儲能市場規(guī)模約為900億元。
　　中國可再生能源協(xié)會提供的數(shù)據(jù)顯示，截至2011年年底，中國有47000MW的風電裝機，目前只有大約有20%的風電機組解決了并網(wǎng)的問題，但如果以20%的比例全部配備儲能則需要安裝9400MW的儲能，即使按照每兆瓦2000萬元的工程成本計算，需要一次性投入1880億元。
　　這是一筆龐大的投資，但這筆投資無論如何都得考慮其經(jīng)濟性。目前的鋰離子電池壽命一般為5年，攤薄至每年的投資接近400億元。倘若這個配備比例提高10個百分點，則攤薄至每年的投資將達到600億元，況且這還不算每年新增的風電規(guī)模機組和其他可再生能源。

　　儲能技術在智能電網(wǎng)中的作用
　　優(yōu)質、自愈、安全、清潔、經(jīng)濟、互動是我國智能電網(wǎng)的設定目標，儲能技術尤其大規(guī)模儲能技術具備的諸多特性得以在發(fā)電、輸電、配電、用電4大環(huán)節(jié)得到廣泛應用，儲能技術是構建智能電網(wǎng)及實現(xiàn)目標不可或缺的關鍵技術之一。
　　儲能技術在電力系統(tǒng)穩(wěn)定中的作用。儲能技術的應用可以改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制的思維方式，從一個新的角度認識電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，并尋求一種可能會徹底解決電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的方法。在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)中，任何微小擾動引起的動態(tài)不平衡功率都會導致機組間的振蕩，而只要儲能裝置容量足夠大而且響應速度足夠快，就可以實現(xiàn)任何情況下系統(tǒng)功率的完全平衡，這是一種主動致穩(wěn)電力系統(tǒng)的思想。由于這種與儲能技術相關的穩(wěn)定控制裝置不必和發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)共同作用，因此，可以方便地使用在系統(tǒng)中對于抑制振蕩來說最有效的部位。同時，由于這種穩(wěn)定控制裝置所產生的控制量可直接作用于導致系統(tǒng)振蕩的源頭，對不平衡功率進行精確的補償，可以較少甚至不考慮系統(tǒng)運行狀態(tài)變化對控制裝置控制效果的影響，因此裝置的參數(shù)整定非常容易，對于系統(tǒng)運行狀態(tài)變化的魯棒性也非常好。 
　　儲能技術在新能源發(fā)電中的作用?；茉垂蛔阋殉蔀槿蚪?jīng)濟發(fā)展的瓶頸。同時，使用化石能源造成的環(huán)境污染問題已受到全球的高度重視，積極開發(fā)新能源和儲能技術，減少人類對化石能源的依賴，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門課題。在可再生能源中，風能和太陽能因來源豐富、取之不盡、用之不竭，并在利用過程中無環(huán)境污染或污染很小而特別引起關注，但風能和太陽能存在間歇性、不穩(wěn)定性和不可控性等缺陷，為保證其供電的均衡性和連續(xù)性，儲能裝置成為風力發(fā)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)的關鍵配套部件。因此，在利用太陽能和風能的同時，必須重視儲能技術的開發(fā)。近年來，特別是在！中華人民共和國可再生能源法？出臺之后，我國風力發(fā)電和光伏發(fā)電產業(yè)發(fā)展迅速，但大規(guī)模發(fā)展新能源仍存在技術瓶頸，主要是風力發(fā)電、光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術、發(fā)電的間歇性問題需要成熟的儲能技術加以解決。因此，在新能源裝機容量提升的同時，必須同步提升儲能容量，有效地改善其電能輸出質量。
　　儲能技術在分布式發(fā)電中的作用。當今社會對電力供應的質量與安全可靠性要求越來越高，傳統(tǒng)的大電網(wǎng)供電方式由于自身的缺陷已經(jīng)不能滿足這種要求。目前，大電網(wǎng)與分布式發(fā)電相結合被世界上很多能源電力專家公認為是能夠節(jié)省投資、降低能耗、提高電網(wǎng)安全性和靈活性的主要方法，是21世紀電力工業(yè)的發(fā)展方向。
　　分布式發(fā)電是指直接布置在配電網(wǎng)或分布在負荷附近的配置較小的發(fā)電機組，以滿足特定用戶的需要或支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行。分布式發(fā)電包括微型燃氣輪機發(fā)電、燃料電池儲能、可再生能源如太陽能和風力發(fā)電等。基于電網(wǎng)穩(wěn)定性和經(jīng)濟性考慮，分布式發(fā)電系統(tǒng)要存儲一定數(shù)量的電能，用以應付突發(fā)事件?，F(xiàn)代儲能技術已得到了一定程度的發(fā)展，在分布式發(fā)電中已經(jīng)起到了重要作用，可以改善電能質量、維持電網(wǎng)穩(wěn)定；在分布式電源不能發(fā)電期間向用戶提供電能。
　　儲能技術在電動汽車中的作用。電動汽車以電能為動力，能夠實現(xiàn)運行時零排放、低噪音，是解決能源和環(huán)境問題的重要手段。堅強智能電網(wǎng)的建設將大大促進電動汽車的發(fā)展，包括建成完善的電動汽車配套充放電基礎設施網(wǎng)絡，形成科學合理的電動汽車充放電站布局，充放電站基礎設施滿足電動汽車行業(yè)發(fā)展和消費者的需要，電動汽車與電網(wǎng)的高效互動得到全面應用。與傳統(tǒng)燃油汽車相比，電動汽車還存在充電時間長、續(xù)駛里程短、使用成本高等一系列問題。其中儲能技術是阻礙電動汽車產業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，儲能技術的發(fā)展必將帶動電動汽車產業(yè)的更大發(fā)展。

　　儲能技術原理和運行模式
　　儲能的基本原理是，儲能技術通過功率變換裝置，及時進行有功/無功功率吞吐，可以保持系統(tǒng)內部瞬時功率的平衡，避免負荷與發(fā)電之間大的功率不平衡，維持系統(tǒng)電壓、頻率和功角的穩(wěn)定，提高供電可靠性；可以改善電能質量，滿足用戶的多種電力需求，減少因電網(wǎng)可靠性或電能質量帶來的損失；可以利用峰谷電價有效平衡負荷峰谷，減少旋轉備用，實現(xiàn)用能的經(jīng)濟性，提高綜合效益；此外，儲能還可以協(xié)助系統(tǒng)在災變事故后重新啟動與快速恢復，提高系統(tǒng)的自愈能力。
　　就目前的儲能技術發(fā)展水平看，單一的儲能技術很難同時滿足能量密度、功率密度、儲能效率、使用壽命、環(huán)境特性以及成本等性能指標，如果將兩種或以上性能互補性強的儲能技術相結合，組成復合儲能，則可以取得良好的技術經(jīng)濟性能，基于這種認為，有專家提出將飛輪儲能與抽水蓄能電站結合起來，或許能解決未來的儲能難題。
　　盡管已經(jīng)出現(xiàn)了各種各樣的儲能模式，如果不考慮其經(jīng)濟性的話，飛輪儲能和抽水蓄能似乎已經(jīng)普遍被業(yè)界所接受。在各種儲能技術中，飛輪儲能是能量密度、功率密度、使用壽命等技術性能結合得非常好的一種儲能技術，在很多應用中都具有優(yōu)勢。
　　飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉，將電能轉化成動能儲存起來，在需要的時候再用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電的儲能方式。飛輪儲能的研究主要著力于研發(fā)提高能量密度的復合材料技術和超導磁懸浮技術。其中超導磁懸浮是降低損耗的主要方法，而復合材料能夠提高儲能密度，降低系統(tǒng)體積和重量。截止2012年我國還沒有100千瓦、1萬轉以上的飛輪儲能電機。 
　　飛輪儲能技術是一種新興的電能存儲技術，它與超導儲能技術、燃料電池技術等一樣，都是近年來出現(xiàn)的有很大發(fā)展前景的儲能技術。雖然目前化學電池儲能技術已經(jīng)發(fā)展得非常成熟，但是，化學電池儲能技術存在著諸如充放電次數(shù)的限制、對環(huán)境的污染嚴重以及對工作溫度要求高等問題。這樣就使新興的儲能技術越來越受到人們的重視。尤其是飛輪儲能技術，已經(jīng)開始越來越廣泛地應用于國內外的許多行業(yè)中。
　　抽水蓄能電站利用電力負荷低谷時的電能抽水至上水庫，在電力負荷高峰期再放水至下水庫發(fā)電的水電站。又稱蓄能式水電站。它可將電網(wǎng)負荷低時的多余電能，轉變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時期的高價值電能，還適于調頻、調相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，且宜為事故備用，還可提高系統(tǒng)中火電站和核電站的效率。
　　抽水蓄能電站是目前最成熟的，應用最廣泛的大規(guī)模儲能技術，具有容量大，壽命長(經(jīng)濟壽命約50年)，可為電網(wǎng)提供調峰、填谷、調頻、事故備用等服務，其良好的調節(jié)性能和快速負荷變化響應能力，對于有效減少新能源發(fā)電輸入電網(wǎng)時引起的不穩(wěn)定具有重大意義。
　　但是，抽水蓄能電站其自身的劣勢也暴露無疑，其選址需要有水平距離小、上下水庫高度差大的地形條件，巖石強度高、防滲性能好地質條件，以及充足的水源保證發(fā)電用水的需求。另外還有上、下水庫的庫區(qū)淹沒問題，水質的變化以及庫區(qū)土壤鹽堿化等一系列環(huán)保問題需要考慮。
　　另外還有電池儲能，儲能蓄電池主要是指使用于太陽能發(fā)電設備和風力發(fā)電設備以及可再生能源儲蓄能源用的蓄電池。儲能不僅能保證在最上游的發(fā)電環(huán)節(jié)接入的新能源電力是持續(xù)而且穩(wěn)定的；在能源的使用端，白天和黑夜的巨大需求差異也需要儲能削峰填谷；而新增加的電動車，有專家表示，如果中國現(xiàn)有車輛全部轉換為電動車，將等于重建一個國家電網(wǎng)系統(tǒng)，簡直是災難性的投入。最理想的狀態(tài)下，電動車應不僅能作為能量的吸取方，也可將電力輸送回電網(wǎng)以調節(jié)峰谷，這可大大減少電網(wǎng)為了平衡負荷增加過多的建設。在終極能源版圖里，儲能將成為一種分布式、智能可控能源格局里基石。而現(xiàn)在，儲能只不過占裝機總量的不到2%。這顯然意味著在上述3個方面，儲能蘊藏這巨大的商業(yè)機會。
　　儲能項目經(jīng)濟性難題的根源在于缺乏儲能電池關鍵性材料的研發(fā)技術，從而導致儲能電池的成本居高不下。以國內主流儲能電池如鋰電池和全釩液流電池來說，核心材料都依賴大量進口，價格高昂。鋰電池隔膜進口依賴度達到80%以上，電解質的核心材料六氟磷酸鋰的進口依賴程度更是高達80%～90%；全釩液流電池的核心部件全氟離子交換膜則全部靠進口，此膜材料一度占釩電池成本比重的50%。
　　顯然，實現(xiàn)儲能材料加工利用的技術突破、降低儲能電池的成本，是儲能實現(xiàn)產業(yè)化的關鍵。對此，筆者有兩點建議：一是相關研究機構和企業(yè)要重視儲能材料關鍵性技術的研發(fā)，加強儲能技術基礎性研究，掌握核心技術；二是國家要加大儲能技術知識產權的保護力度，出臺相應的優(yōu)惠政策，更重要的是制定明確的中長期產業(yè)發(fā)展規(guī)劃。

　　儲能產業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)
　　作為智能電網(wǎng)、電動汽車和可再生能源發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)，儲能產業(yè)的發(fā)展引起投資者的高度關注。目前，我國儲能技術“門派眾多”，正處于產業(yè)化的初始階段。
　　然而我國儲能處于初級發(fā)展階段，無法大規(guī)模的投入應用，一是各種儲能技術繁多，多數(shù)人不知如何使用和選擇；二是相關技術及性能不成熟；三是價格偏高。與國際上較為先進的國家相比，我國儲能市場沒有建立起相關產業(yè)鏈，仍處于“一窩蜂”上馬的狀態(tài)。從國家政策層面而言，在儲能方面的投入有所不足。
　　從短期發(fā)展來看，儲能材料本身還沒有完美的答案。從電網(wǎng)的調度和儲能來說，存在產能和儲能地區(qū)問題。因此，需要在儲能發(fā)展路線、材料、技術方面有所突破，需要在效率、成本和安全問題上有所突破。
　　其一是經(jīng)濟性難題。儲能本身是一個產業(yè)，但目前的成本居高不下也是影響儲能大規(guī)模發(fā)展的一個主要因素。當前階段大多處于示范工程的儲能工程是由社會性代替經(jīng)濟性，必然會出現(xiàn)推廣難的問題，其關鍵材料、制造工藝和能量轉化效率也是各種技術面臨的共同挑戰(zhàn)。 
　　其二是應用性難題。由于儲能在電力系統(tǒng)的應用時間短，尤其目前尚未在電網(wǎng)系統(tǒng)大規(guī)模應用，其抽水蓄能電站也僅是試驗示范工程。電力行業(yè)對產品可靠性要求高，傳統(tǒng)上至少需要5年以上的實地可靠性測試和試用才能通過電力用戶的最低標準，導致產品規(guī)模生產前定型周期長；儲能產品的方案設計成熟度、可靠性與一定的規(guī)模化直接相關。基于上述這種實際，要想在短期內大規(guī)模推廣儲能不太現(xiàn)實，但目前緊鑼密鼓發(fā)展的智能電網(wǎng)急需解決儲能這個關鍵難題，因此應用性是首當其沖的考驗。
　　其三是政策性難題，儲能由于發(fā)電、輸電、配電和售電等電力系統(tǒng)環(huán)節(jié)整體受益，但目前尚未出現(xiàn)主導環(huán)節(jié)，勢必導致利益分配不公。由于儲能的經(jīng)濟價值難以計算，如果由政府主導，其實施企業(yè)則會出現(xiàn)積極性不高等各種問題。因此，如何選擇適用的儲能技術、如何在電力系統(tǒng)中進行規(guī)模應用、如何建立行業(yè)機制，這也是國家相關主管部門和企業(yè)共同協(xié)商制定儲能產業(yè)政策需要考慮的核心問題。
　　中國科學院大連化學物理研究所研究員張華民也指出，隨著可再生能源的普及應用、電動汽車產業(yè)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設，各種儲能技術都面臨巨大挑戰(zhàn)和前所未有的發(fā)展機遇。