新時代下新能源儲能技術創新發展問題研究

付凌云，張韓，郭繼強，公文琪，徐騁，詹尚偉

（國電電力甘肅新能源開發有限公司，甘肅 酒泉 735000）

在國家政策的大力扶持下，我國新能源產業規模正在逐漸擴大，研發資金的投入也在逐年增多，使得綜合實力也在不斷地加強，現如今已經獲得了群眾的認可。新能源儲能技術在科技方面與環保方面現如今已取得了一定的突破，在我國政策支持下整體的發展速度正不斷加快，未來需要從綜合方面入手，以此使新能源儲能技術與生態體系契合，最終達成預期目標，下面將對此展開分析與論述。

1 新能源產業概述

隨著我國科學技術的不斷發展，新能源儲能技術也進行了相應調整，一些精密加工技術、系統控制技術和集成自動化技術被有效應用，不僅在一定程度上提高了生產效率，且保證了全過程的安全性和穩定性。在當前不可再生能源制約的大前提下，為了能夠切實改變當前匱乏的這一現狀，各行業爭相開展研究工作，為此新能源儲能技術應運而生，2021年，新能源儲能電站并網試驗成功，標志著我國新型儲能技術的研發和應用取得重大突破，但就目前情況來看，我國新能源產業在發展中仍然存在一定的局限與不足，與傳統的不可再生能源儲能相比，未能突出優勢與便利，難以為群眾提供更加便利的服務。當前我國新能源儲能已與充電站結合，這樣能夠更好地支撐新能源汽車的快充負荷，使得電網的負荷得到有效地減少，將新能源汽車的優勢與作用發揮出來，力爭創新出成本更低、效能與性能更高的新能源儲能技術，從而進一步推動新能源汽車產生企業更好、更快的發展。在綠色可持續發展下，新能源儲能技術必須從高質量和低能耗兩個方面入手進行相應的優化，注重人-機-環3個因素的關聯性，在未來邁入產業化階段，未來發展的速度也會隨之不斷加快。

2 新能源儲能作用和盈利模式

2.1 新能源儲能作用

2021年，我國多地區進行了限電管理，原因在于電力電量均高速增長，在天然氣、煤炭價格高漲的情況下，降低了整體的效益；且由于各區域的機組發電能力有限，存在電量消納不足的情況，為此可以配合新儲能技術進行優化。儲能是新型電力系統的重要組成，新能源項目的數量逐步增多，現如今已經成為風電與光伏發電項目的重要組成部分。新能源+儲能模式需要結合實際發展需求進行研究，根據儲能方式不同可以分為機械儲能、電磁儲能、電化學儲能等，以此來解決能源供應和能源利用的現存問題。從儲能技術發展階段來看，電池儲能將會成為未來的主要方向，在儲能后規劃未來的新能源的應用途徑，從而間接提升經濟效益，為后續產業發展提供相應的幫助。

2.2 新能源盈利模式

當前我國新能源儲能產業的發展規模正持續擴大，包括配用電側分布式發電及微電網中新能源儲能的應用，其中集中式新能源(風能和光能)電站儲能，在2021年，該技術的應用占比約為35%，電力輸配和調頻輔助服務占到總市場的9%左右。在當前的政策環境下，商業運營模式主要通過創新模式理念下的“共享儲能”進行營利，結合各類技術輔助服務強化費用結算，協同跟蹤調度指令提高聯合計量，標準按照各地輔助服務規則執行。同時，配合安裝儲能能夠減少最大用電需求量，將獨立分散的電網側、電源側、用戶側儲能電站資源進行整合，推動源網荷各端儲能能力全面釋放，在綜合方面實現盈利創新。

3 新時代下新能源儲能技術發展現狀及其面臨的挑戰

3.1 新能源儲能技術的發展現狀

儲能是新型電力系統的重要組成，能夠在一定程度上促進新能源發展，截止至2021年底，我國新能源儲能新增儲能裝機為7397.9MW，累計裝機已經達到43.44GW，所有的“新能源+儲能”項目的共同技術特點是功率輸出較為平滑，且在部分地區成為了區域發展的“標配”。儲能技術作為新建風電與光伏發電項目的重要組成部分，其自身具有一定的靈活性與可調度性，可滿足新型電力系統“兩高一低”的基本控個些求，通過改善輸出特性保障系統安全穩定運行，在儲能技術材料選擇過程中，可以使用鋰化合物，通過正極集流體、正極材料提供相應的能量，切實延長循環時間，最終通過放電電壓降低放電深度。新能源化學儲能電解液為有機溶液，溶劑分子不能穿越，溫度會受到放電時間增加變化影響，為確保系統設計的性能與安全性，MNS可以通過配置不同類型傳感器、執行器，確保電池工作能夠滿足需要。為了能夠打破發展中的僵局，在優化設計中要做好技術更新調整，注重風電與光伏的波動性，在碳中和指導電力清潔化的大趨勢下，要將儲能貫穿于新型輸電系統，做好參數檢測與狀態預估，強化故障診斷和安全控制，避免儲能過程中發生高低溫、過充、過放等情況。

3.2 新能源儲能技術面臨的挑戰

在當前我國新能源儲能技術發展中，投資回收具有不確定性，儲能項目投資費用無法得到疏導，且由于各項儲能技術的成本與商業化存在一定的差距，尚沒有哪種技術能夠完全滿足循環，體系建設仍不完善，相關審批缺乏認定標準，管理規定和辦法亟需出臺。新能源場站配備儲能的規模缺乏經濟性思考，忽視了不同位置不同資源帶來的差異，不能保證儲能技術的收益率最大化，且由于成本偏高不利于大規模推廣，最終所取得的效果并不理想。新能源儲能技術研究需要投入大量資金，在前期實踐中難以看到明顯的效果，如資金鏈短接會致使項目的破滅，即便儲能技術研發成功，在后續商業化過程中也難以立即發揮出自身作用，可能引發銷售風險、價格風險、質量風險以及定位風險。同時，現階段人才、貿易與技術等方面仍然缺少完善的體系，可能對后續發展帶來的風險，針對此類問題需要進行全局把控，從平衡的角度審視儲能定位，制定儲能技術發展路線圖發揮市場潛力及效益，利用分布式光伏強化電力系統調節能力，通過與電網互動、削峰填谷來進一步實現收益最大化，而國家層面則需要強化扶持完善體制，為行業后續創新提供助力。

4 新時代下新能源儲能技術創新發展的途徑

4.1 強化人才管理

人才是新時代下新能源儲能技術實現創新發展的主要途徑之一，為此需要結合實際不斷強化人才管理，在此過程中需要以更宏觀的視角審視儲能定位，做好儲能在各環節的布局與配置，做好現有新能源人才培訓工作。人才是新能源儲能技術實現創新發展的“第一資本”，當務之急應重點從對物的管理轉到對人的管理，搞活將才、帥才來帶動后續發展建設，在實際執行過程中需要實行科學的聘用制，敢于引進優秀人才，在此過程中藥相應的優化各項考核制度，以此強化他們的責任意識，破除狹隘的思想觀念。針對人才外流的嚴峻形勢，需要增強向市場要人才的意識，在人才競爭手段、方式、目標上逐步與新能源市場接軌，從宏觀和微觀上加強對人才的管理，并在此基礎上搞好人才的合理配置，充分考慮到個人的專業、特長、興趣和開展潛質，在此過程中注意固強補弱，在此過程中可以與各高等院校進行協作，鼓勵根據實際情況給予一定的專項補貼，在公正、公平的基礎上建立機制進行疏導，對于高等人才也要給予更多的關注和支持。同時，在管理過程中需要保證人事制度公開化，各項程序執行要有良好的制度作為支撐，著重關注選拔、培養等方面，執行公開化、程序化，以此讓人才擁有前進的方向，激發出員工工作的積極性，致力于行業未來的發展建設。

4.2 提升能源貿易自由程度

能源貿易自由是提升整體收益的重要組成部分，為此要擴大地域范圍，以電力市場引導“新能源+儲能”規劃，通過清晰的價格信號賦予“新能源+儲能”自主的權利，實現儲能對新能源在時間、空間上的互補與協調，對于儲能存儲與釋放所產生的輸配電費，暫由各共享電站按電量進行分攤。在經濟性還未達到商業化時，建議在市場貿易過程中做好輔助服務費用疏導，建立健全容量補償機制，保障發電容量的長期充裕，并在此基礎上科學制訂有效容量的計算方法，為新能源+儲能模式的發展尋求新的盈利途徑。在此基礎上要盡量“還原能源的商品屬性”，開放、規范、完善的電力市場，不斷調整后續服務市場、現貨市場等市場化機制，推動自貿試驗區對接國際先進規則，自貿區要突出科技創新，加速科技成果向現實生產力轉化，通過更深層次的改革探索，根據規則、規制、管理、標準等制度型開放，激發市場高質量發展的動力，最終形成國際合作和競爭新優勢，深化資源要素市場化改革，推動加快形成發展新格局，未來儲能電池和儲能變流器會占到整個產業鏈總成本的60%和15%，儲能變流器將是整個儲能產業鏈價值量最大、技術壁壘最高的核心環節，將會吃到儲能市場爆發最大的紅利，為此要支持自貿試驗區圍繞新能源全產業鏈深入開展差別化探索，研究產業鏈發展的政策措施，積極推動產業規?；l展，更好服務國內經濟社會發展和對外開放大局，并配合現存完善的電力市場來解決效益問題。

4.3 增強技術開發

技術開發能夠進一步提高儲能的安全性、經濟性、可靠性，針對當前新能源儲能技術中的各類問題，應加研究優化儲能系統拓撲結構，開發高準確度的監測和控制技術，提升儲能的技術經濟性?；陔娏κ袌龌母?，需要創新發展儲能多元化的商業模式，要先把電芯以并聯方式組合成模組，在組合成模組時需應用一些結構件體現出自身優勢。新能源電池儲能主要包含電芯、匯流排、導熱膠等零部件，所有構件多數采用鋁合金或者塑料材料，在材料上改進的空間較小，若想進一步提高模組成組效率，需要減少每個電芯分攤的結構件重量，如通過Tesla model3采用圓柱21700代替圓柱18650，在模組結構件不變的情況下，用BMS監控信息可容易查找到故障電池，通過進一步減少系統的層級，分攤每個電芯的結構件重量，較比以往的儲能方式，其經濟效益可提升10%以上。為此可以將新能源儲能箱當做大模組進行設計，提高電箱空間利用率通過整體排布，為提到了活性物質的占比，可以減少薄隔膜厚度減輕電芯包裝材料質量，采用富鋰錳基固溶體，在新能源高比能量要求下降低導電劑的比例，將活性物質占比提高至97%～98%。同時，要充分考慮充電樁遠程校驗的網絡覆蓋，結合LTE技術接入移動網絡，支撐子網絡提供統一的運營支撐，滿足移動功能的需求，為后續新能源儲能技術的發展提供幫助。

4.4 增加資金投入力度

社會能源綠色發展的責任意識需得到全面普及，實現“財政明補”到“價格體現價值”的全面過渡，后續應通過價值補償機制推動可再生能源和儲能行業發展，對融資風險以及資金鏈斷裂風險的控制，結合各個部門進行良好的分工，并對企業的當前現狀做好風險評估，有針對性的建立風險預警機制，以備危機發生而擬采取的方案，做到風險的及時化解。同時，要對融資過程中的危機進行相關的善后處理，完善相關的工作流程與制度，通過對內部資金管理的強化，在財務的運作上嚴格按照規章制度進行，不斷培育布局戰略性、前瞻性新興產業，大力實施源網荷儲一體化項目，吸引相關高載能或裝備制造產業入園，并不斷加強新能源運營、設計、施工、運維合作，以此滿足于新能源儲能一體發展新格局。在此基礎上需要加強資金投入管理，在“碳達峰、碳中和”戰略目標的驅動下，預計未來10年要新增12億kW以上的太陽能和風電，將帶來12萬億元的巨大市場，為實現新能源高效消納，需要政策引導和市場機制配合，2021年1月22日，國家能源集團、中國國新、中國東方聯合發起投資基金合伙協議在北京簽署，整體規模為100.2億元，主要投資方向為風電、光伏產業，以及氫能、儲能、綜合智慧能源等新興產業的新技術項目，預計將撬動約500億元的資金流向新能源產業，提高清潔能源或零碳、低碳能源的占比，為后續行業發展提供相應的幫助。

5 結語

在當前新時代背景下，新能源儲能技術已成為未來主要發展方向，若想切實做好優化，離不開國家相關政策的支持，最終使得研發逐漸成熟。新能源儲能技術對于我國實現綠色發展有著十分重要的作用，為此在發展過程中應融入各類現代化技術，實現生產制造全過程規范化、標準化，做好風險控制工作，與市場的調查緊密結合，強化市場利益以及輔助服務，從而為優化創新提供相應的支持。