過(guò)去30年，中國(guó)經(jīng)歷了高速的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，但也為此付出了沉重的環(huán)境代價(jià)，能源轉(zhuǎn)型迫在眉睫。伴隨我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，儲(chǔ)能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展日漸成為各方關(guān)注的重點(diǎn)。
世界各國(guó)都很重視儲(chǔ)能領(lǐng)域的投資。預(yù)計(jì)2014年到2020年，僅中國(guó)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模就將超過(guò)100億美元。這是全聯(lián)新能源商會(huì)和漢能集團(tuán)日前發(fā)布《全球新能源發(fā)展報(bào)告2014》下稱《報(bào)告》中的一項(xiàng)重要結(jié)論。
儲(chǔ)能應(yīng)用主要集中在可再生能源發(fā)電移峰、分布式能源及微電網(wǎng)、電力輔助服務(wù)、電力質(zhì)量調(diào)頻、電動(dòng)汽車(chē)充換電等，是解決新能源電力儲(chǔ)存的關(guān)鍵，也因此備受企業(yè)青睞。
但在技術(shù)路線眾多的前提下，誰(shuí)能在經(jīng)濟(jì)性、工藝上突圍，才是搶占市場(chǎng)的關(guān)鍵。
國(guó)家應(yīng)對(duì)氣候變化戰(zhàn)略研究和國(guó)際合作中心主任李俊峰表示：“真正影響未來(lái)能源大格局的就是儲(chǔ)能技術(shù)，一旦儲(chǔ)能技術(shù)能夠突破了，其他的都好解決。”
據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟項(xiàng)目庫(kù)不完全統(tǒng)計(jì)，從2000年～2013年底，中國(guó)共有76個(gè)規(guī)劃、在建和已投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目(不含抽蓄、儲(chǔ)熱及壓縮空氣)。其中，已投運(yùn)的項(xiàng)目在電力系統(tǒng)的累計(jì)裝機(jī)量為53.7MW，占全球裝機(jī)規(guī)模的7%。2011年，由于國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范項(xiàng)目的開(kāi)展，裝機(jī)規(guī)模增速大幅提升，同比2010年增長(zhǎng)了百倍。
中央千人計(jì)劃國(guó)家特聘專家，中國(guó)電力科學(xué)院配電網(wǎng)規(guī)劃與資產(chǎn)管理首席專家馬釗表示，儲(chǔ)能技術(shù)是電力系統(tǒng)、能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及電能生產(chǎn)消費(fèi)變革的重要支撐性技術(shù)。它可以對(duì)未來(lái)智能電網(wǎng)提供各種不可或缺的實(shí)際應(yīng)用。儲(chǔ)能技術(shù)將是未來(lái)智能電網(wǎng)的重要組成部分，涉及其建設(shè)的各個(gè)主要環(huán)節(jié)。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)在接納風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電等間歇性新能源入網(wǎng)方面也發(fā)揮著不可或缺的重要作用。發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)的重要意義還包括削峰填谷、調(diào)節(jié)節(jié)約能源、提高電力電網(wǎng)系統(tǒng)效率延遲建設(shè)投資、保證電力電網(wǎng)系統(tǒng)安全等方面。
能源變革的迫切需求
儲(chǔ)能技術(shù)已被視為電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中―采、發(fā)、輸、配、用、儲(chǔ)六大環(huán)節(jié)中的重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)后，可以有效地實(shí)現(xiàn)需求側(cè)管理， 消除晝夜間峰谷差，平滑負(fù)荷，不僅可以更有效地 利用電力設(shè)備，降低供電成本，還可以促進(jìn)可再生能源的應(yīng)用，也可作為提高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整 頻率、補(bǔ)償負(fù)荷波動(dòng)的一種手段。儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用必將在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃、調(diào)度、控制等方面帶來(lái)重大變革 。
近幾十年來(lái)，儲(chǔ)能技術(shù)的研究和發(fā)展一直受到各國(guó)能源、交通、電力、電訊等部門(mén)的重視。電能可以轉(zhuǎn)換為化學(xué)能、勢(shì)能、動(dòng)能、電磁能等形態(tài)存儲(chǔ)，按照其具體方式可分為物理、電磁、電化學(xué)和相變儲(chǔ)能四大類型。其中物理儲(chǔ)能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能;電磁儲(chǔ)能包括超導(dǎo)、超級(jí)電容和高能密度電容儲(chǔ)能;電化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲(chǔ)能; 相變儲(chǔ)能包括冰蓄冷儲(chǔ)能等。
化石能源呈逐年下降趨勢(shì)，化石能源在整個(gè) 20 世紀(jì)所占的份額均在93%以上，其中煤炭能源占為主要部分，2050 年化石能源份額將減至 70%以下。
對(duì)新能源和可再生能源的研究和開(kāi)發(fā)，尋求提高能源利用率的先進(jìn)方法，已成為全球共同關(guān)注的首要問(wèn)題。對(duì)中國(guó)這樣一個(gè)能源生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó)來(lái)說(shuō)，既有節(jié)能減排的需求，也有能源增長(zhǎng)以支撐經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，這就需要大力發(fā)展儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
日益增長(zhǎng)的能源消費(fèi)，特別是煤炭、石油等化石燃料的大量使用對(duì)環(huán)境和全球氣候所帶來(lái)的影響使得人類可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)面臨嚴(yán)峻威脅。據(jù)預(yù)測(cè)，如按現(xiàn)有開(kāi)采不可再生能源的技術(shù)和連續(xù)不斷地日夜消耗這些化石燃料的速率來(lái)推算，煤、天然氣和石油的可使用有效年限分別為100年～120年、30年～50年和18年～30年。顯然，21世紀(jì)所面臨的最大難題及困境可能不是戰(zhàn)爭(zhēng)及食品，而是能源。
儲(chǔ)能本身不是新興的技術(shù)，但從產(chǎn)業(yè)角度來(lái)說(shuō)卻是剛剛出現(xiàn)，正處在起步階段。到目前為止，中國(guó)沒(méi)有達(dá)到類似美國(guó)、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)加以看待并出臺(tái)專門(mén)扶持政策的程度，尤其在缺乏為儲(chǔ)能付費(fèi)機(jī)制的前提下，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的商業(yè)化模式尚未成形。
我國(guó)現(xiàn)有系統(tǒng)中儲(chǔ)能主要分布在新疆、青海和四川。仍能源分布可見(jiàn)能，容量?jī)H占總裝機(jī)容量1.7%左右，遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到東部地區(qū)京、津、冀、魯、蘇、滬、浙、閩、粵的合理水平，且尚未建立用于瞬態(tài)電能質(zhì)量管理。近20年來(lái)，我國(guó)由于系統(tǒng)失穩(wěn)造成的大停電。事故已達(dá)140余起，每次損失數(shù)千萬(wàn)元乃至數(shù)億。因此，迫切需要建立起以多點(diǎn)儲(chǔ)能裝置支撐東西部資源發(fā)展不均，有效地支持電網(wǎng)的系統(tǒng)電壓和頻率，穩(wěn)定我國(guó)特有的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
