儲能是智能電網、可再生能源高占比能源系統的重要組成部分和關鍵支撐技術,在平抑可再生能源發電出力、促進清潔能源消納、參與調峰調頻、保障電網安全穩定運行、減少電網基礎設施投資等方面具有重要作用。
業內人士介紹,儲能技術是通過裝置或物理介質將能量儲存起來以便以后需要時利用的技術。儲能技術按照儲存介質進行分類,可以分為機械類儲能、電氣類儲能、電化學類儲能、熱儲能和化學類儲能。機械類儲能的應用形式主要有抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。電氣類儲能的應用形式主要有超級電容器儲能和超導儲能。電化學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,這些電池多數技術上比較成熟,近年來成為關注的重點,并且還獲得許多實際應用。熱儲能有許多不同的技術,可以分為顯熱儲存和潛熱儲存等。化學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,壓縮空氣儲能技術向產業化邁進,壓縮空氣儲能技術作為目前除抽水蓄能外,容量最大、技術最成熟的儲能技術倍受業界關注,國際上接近等溫壓縮空氣儲能技術已取得突破,小型空氣壓縮車處于小規模試用階段。據悉,中科院工程熱物理研究所已成功研制出國內首臺具有自主知識產權的1.5兆瓦級超臨界壓縮空氣儲能系統,比傳統壓縮空氣儲能系統效率高10%以上,為我國電網級的儲能應用開辟了發展空間。
鋰離子電池依然是當前儲能領域研究熱門,電動汽車成為帶動鋰離子電池技術研發的重要因素。儲熱市場受重視程度逐漸提高。目前,儲熱技術發展迅速,部分熱儲能技術已經非常成熟,特別是顯熱儲能,但市場規模依然不大,主要是由于熱儲能成本高。
雖然可再生能源發展潛力巨大,但其不穩定性制約了大規模發展,并由此導致了棄風、棄光率高。儲能是有效調節可再生能源發電引起的電網電壓、頻率及相位變化,促可再生能源大規模發電、并入常規電網的必要條件。
業內人士介紹,全球能源互聯網實質是“智能電網+特高壓電網+清潔能源”。智能電網是基礎,特高壓電網是關鍵,清潔能源是根本,而大規模儲能系統是智能電網建設的關鍵一環。從某種程度上說,儲能技術應用程度既決定了可再生能源發展水平,甚至決定了能源互聯網的成敗。
西方國家在10年前就已經開始重視儲能技術研發和產業化。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,集結全美最好的科學家、工程師和企業家對可再生能源技術進行研究,而儲能技術是其重中之重。德國能源轉型令世界矚目,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會達到70%~90%。該國能源轉型頗為重視儲能技術,政府除了資助相關技術研發外,每年設立5000萬歐元補助金,專門幫助居民購買儲能系統,德國光伏發電量有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網、分布式能源、智能電網和微電網發展、有利于提升能源電力系統靈活性、有利于實現多能源互補、有利于推動交通領域低碳轉型和革命,是重構傳統能源體系,實現能源革命的關鍵之一。
她指出,構建現代能源體系,必須大力發展儲能。多年來,我國積極調整能源結構,推動能源綠色發展,非化石能源發展領跑全球。2017年新增裝機規模約占全球增量的40%,可再生能源發電裝機容量達到6.6億千瓦左右,水電、風電、太陽能發電裝機容量與核電在建規模均已穩居世界第一。發展儲能是切實化解我國能源發展不平衡不充分的矛盾,扎實推進能源供給側改革,實現質量變革、效率變革、動力變革的有效措施;是加快能源結構調整,保障國家能源安全,服務“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展的各領域、全過程的重要抓手。
