儲能是智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)的重要組成部分和關(guān)鍵支撐技術(shù),在平抑可再生能源發(fā)電出力、促進清潔能源消納、參與調(diào)峰調(diào)頻、保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行、減少電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施投資等方面具有重要作用。
業(yè)內(nèi)人士介紹,儲能技術(shù)是通過裝置或物理介質(zhì)將能量儲存起來以便以后需要時利用的技術(shù)。儲能技術(shù)按照儲存介質(zhì)進行分類,可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學(xué)類儲能、熱儲能和化學(xué)類儲能。機械類儲能的應(yīng)用形式主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。電氣類儲能的應(yīng)用形式主要有超級電容器儲能和超導(dǎo)儲能。電化學(xué)儲能主要包括各種二次電池,有鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池和液流電池等,這些電池多數(shù)技術(shù)上比較成熟,近年來成為關(guān)注的重點,并且還獲得許多實際應(yīng)用。熱儲能有許多不同的技術(shù),可以分為顯熱儲存和潛熱儲存等。化學(xué)類儲能主要是指利用氫或合成天然氣作為二次能源的載體。
目前,壓縮空氣儲能技術(shù)向產(chǎn)業(yè)化邁進,壓縮空氣儲能技術(shù)作為目前除抽水蓄能外,容量最大、技術(shù)最成熟的儲能技術(shù)倍受業(yè)界關(guān)注,國際上接近等溫壓縮空氣儲能技術(shù)已取得突破,小型空氣壓縮車處于小規(guī)模試用階段。據(jù)悉,中科院工程熱物理研究所已成功研制出國內(nèi)首臺具有自主知識產(chǎn)權(quán)的1.5兆瓦級超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng),比傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)效率高10%以上,為我國電網(wǎng)級的儲能應(yīng)用開辟了發(fā)展空間。
鋰離子電池依然是當前儲能領(lǐng)域研究熱門,電動汽車成為帶動鋰離子電池技術(shù)研發(fā)的重要因素。儲熱市場受重視程度逐漸提高。目前,儲熱技術(shù)發(fā)展迅速,部分熱儲能技術(shù)已經(jīng)非常成熟,特別是顯熱儲能,但市場規(guī)模依然不大,主要是由于熱儲能成本高。
雖然可再生能源發(fā)展?jié)摿薮?,但其不穩(wěn)定性制約了大規(guī)模發(fā)展,并由此導(dǎo)致了棄風(fēng)、棄光率高。儲能是有效調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位變化,促可再生能源大規(guī)模發(fā)電、并入常規(guī)電網(wǎng)的必要條件。
業(yè)內(nèi)人士介紹,全球能源互聯(lián)網(wǎng)實質(zhì)是“智能電網(wǎng)+特高壓電網(wǎng)+清潔能源”。智能電網(wǎng)是基礎(chǔ),特高壓電網(wǎng)是關(guān)鍵,清潔能源是根本,而大規(guī)模儲能系統(tǒng)是智能電網(wǎng)建設(shè)的關(guān)鍵一環(huán)。從某種程度上說,儲能技術(shù)應(yīng)用程度既決定了可再生能源發(fā)展水平,甚至決定了能源互聯(lián)網(wǎng)的成敗。
西方國家在10年前就已經(jīng)開始重視儲能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。美國政府以其國防部先進研究計劃署(DARPA)為范本,成立先進能源研究計劃署,集結(jié)全美最好的科學(xué)家、工程師和企業(yè)家對可再生能源技術(shù)進行研究,而儲能技術(shù)是其重中之重。德國能源轉(zhuǎn)型令世界矚目,德國可再生能源占電力來源的比例從2000年的6%增長到2015年的30%,這一比例在部分時段甚至?xí)_到70%~90%。該國能源轉(zhuǎn)型頗為重視儲能技術(shù),政府除了資助相關(guān)技術(shù)研發(fā)外,每年設(shè)立5000萬歐元補助金,專門幫助居民購買儲能系統(tǒng),德國光伏發(fā)電量有1/3來自居民。
國家能源局副司長劉亞芳在2018年儲能國際峰會上表示,發(fā)展儲能有利于可再生能源的高效利用、有利于促進能源互聯(lián)網(wǎng)、分布式能源、智能電網(wǎng)和微電網(wǎng)發(fā)展、有利于提升能源電力系統(tǒng)靈活性、有利于實現(xiàn)多能源互補、有利于推動交通領(lǐng)域低碳轉(zhuǎn)型和革命,是重構(gòu)傳統(tǒng)能源體系,實現(xiàn)能源革命的關(guān)鍵之一。
她指出,構(gòu)建現(xiàn)代能源體系,必須大力發(fā)展儲能。多年來,我國積極調(diào)整能源結(jié)構(gòu),推動能源綠色發(fā)展,非化石能源發(fā)展領(lǐng)跑全球。2017年新增裝機規(guī)模約占全球增量的40%,可再生能源發(fā)電裝機容量達到6.6億千瓦左右,水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電裝機容量與核電在建規(guī)模均已穩(wěn)居世界第一。發(fā)展儲能是切實化解我國能源發(fā)展不平衡不充分的矛盾,扎實推進能源供給側(cè)改革,實現(xiàn)質(zhì)量變革、效率變革、動力變革的有效措施;是加快能源結(jié)構(gòu)調(diào)整,保障國家能源安全,服務(wù)“兩個一百年”奮斗目標,把清潔低碳、安全高效的要求落實到能源發(fā)展的各領(lǐng)域、全過程的重要抓手。