當(dāng)電能變得可以儲存，所有由電力系統(tǒng)必須達(dá)到瞬時平衡帶來的問題將可以迎刃而解。人們不必為用電高峰時電量難以滿足需求、低谷時電力被浪費而傷神，信息與控制保護(hù)系統(tǒng)也將變得沒有現(xiàn)在這么重要，電力系統(tǒng)將以一種從未出現(xiàn)過的嶄新面貌呈現(xiàn)在世人面前。儲能技術(shù)就是這場神奇變身的制造者。

隨著社會、科技的發(fā)展，現(xiàn)代電力系統(tǒng)對儲能技術(shù)的需求越來越強烈，它在電力系統(tǒng)中不再只起到“錦上添花”的作用，而是逐漸成為一種必需。作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，儲能技術(shù)受到了越來越多人的關(guān)注。

智能電網(wǎng)新機會

“現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，發(fā)、輸、配、用四個環(huán)節(jié)都能用到儲能技術(shù)，其中在發(fā)、用兩個環(huán)節(jié)的應(yīng)用是智能電網(wǎng)更關(guān)注的。因為智能電網(wǎng)應(yīng)對的就是發(fā)電環(huán)節(jié)和用電環(huán)節(jié)的變化，我認(rèn)為，也正是這兩個環(huán)節(jié)的變化智能電網(wǎng)才應(yīng)運而生的，電網(wǎng)是連接發(fā)電和用電的橋梁，只是高速公路而已。發(fā)電環(huán)節(jié)的新變化是指可再生能源發(fā)電的出現(xiàn)，使電源從可調(diào)控的狀態(tài)變成了間歇和波動的，且為現(xiàn)有技術(shù)所不可控的;用電環(huán)節(jié)的變化則是用戶有互動性需求，對電能質(zhì)量有更高要求，以及新型用電器的出現(xiàn)，如電動汽車。正是這些變化才催生了智能電網(wǎng)，其中的儲能技術(shù)是解決這兩個環(huán)節(jié)問題的重要手段。”中國電力科學(xué)研究院電工與新材料研究所副所長、超導(dǎo)研究所所長來小康告訴記者，“出現(xiàn)這些新變化后，原有電力系統(tǒng)的調(diào)控手段應(yīng)對起來越來越吃力，有的問題已經(jīng)解決不了，所以對于儲能技術(shù)的需求就越來越強烈了。”

對于儲能技術(shù)的受關(guān)注度，有業(yè)內(nèi)人士感嘆說，原來電力系統(tǒng)的會議基本見不到記者和投資商，現(xiàn)在在層出不窮的各種儲能的論壇和會議上，有時記者和投資商就占了將近一半。

智能電網(wǎng)在不同國家被賦予不同的含義，在我國，智能電網(wǎng)被國家電網(wǎng)公司定義為，以特高壓電網(wǎng)為骨干網(wǎng)架、各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅強電網(wǎng)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的通信、信息和控制技術(shù)，構(gòu)建以信息化、自動化、數(shù)字化、互動化為特征的統(tǒng)一堅強智能化電網(wǎng)。而這就決定了智能電網(wǎng)建設(shè)不得不關(guān)注規(guī)模越來越大的可再生能源發(fā)電的接入和用戶側(cè)的互動，而儲能技術(shù)由于能夠平滑可再生能源發(fā)電的輸出功率、提高用電可靠性、改善電能質(zhì)量，順理成章地成為熱點。

其實，在智能電網(wǎng)概念提出之前，儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中已經(jīng)有所應(yīng)用。抽水蓄能是主要的解決方案，是成熟的儲能技術(shù)之一。由于在可再生能源發(fā)電大規(guī)模出現(xiàn)之前，我國電源側(cè)的電力輸出基本是平穩(wěn)、可調(diào)控的，而負(fù)荷側(cè)白天和夜間的負(fù)荷變化比較大，所以抽水蓄能電站被設(shè)置于負(fù)荷中心附近，用來承擔(dān)削峰填谷的作用。除此之外還有鉛酸蓄電池等作為備用電源應(yīng)用。

而隨著風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電的爆發(fā)式發(fā)展，這些儲能方式難以解決由此帶來的新問題。可再生能源發(fā)電受自然條件影響波動性強，需要動態(tài)響應(yīng)特性好、動態(tài)循環(huán)壽命長，能有效平抑功率波動的儲能技術(shù)。有專家介紹，可再生能源發(fā)電要求電池儲能系統(tǒng)每日充放電循環(huán)300多次，充放電深度15%以下占總循環(huán)次數(shù)的概率為98%，滿充滿放在千次左右。且風(fēng)能、太陽能資源豐富的地區(qū)多分布于西北、東北等地，抽水蓄能在這些水資源缺乏的地區(qū)難以應(yīng)用，且難以應(yīng)對瞬時波動，鉛酸蓄電池在循環(huán)壽命上也無法滿足要求。

用電環(huán)節(jié)對儲能技術(shù)的需求與可再生能源發(fā)電不同，由于主要應(yīng)用于智能家居、智能小區(qū)、分布式能源等，要求儲能設(shè)備占地小、具有一定容量，且成本低、噪音低，傳統(tǒng)儲能方式也難以滿足要求。顯然，智能電網(wǎng)在為儲能技術(shù)帶來新市場的同時也影響了不同儲能技術(shù)的未來。

據(jù)了解，主流儲能技術(shù)包括三種，機械儲能(如抽水蓄能)、電磁儲能和電化學(xué)儲能。因為機械儲能在大規(guī)模應(yīng)用上存在地理局限性、工期和動態(tài)響應(yīng)的局限性，電磁儲能存在造價高和容量限制，電化學(xué)儲能方式在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中脫穎而出。其中鈉硫電池、液流電池、鋰電池技術(shù)已經(jīng)能夠做到瞬時功率較大、持續(xù)時間長，且具有良好的動態(tài)響應(yīng)能力、建設(shè)周期短、應(yīng)用靈活等優(yōu)點，在智能電網(wǎng)的背景下，前景向好。

市場可期 難關(guān)需破

對于智能電網(wǎng)將為儲能技術(shù)帶來廣闊市場的判斷，業(yè)界沒有異議。而對于儲能技術(shù)的市場前景到底有多大，各方則眾說紛紜。其中，有大膽的，如美國能源部新墨西哥州國家實驗室預(yù)測未來十年儲能技術(shù)全球市場(不僅指智能電網(wǎng)帶來的)將達(dá)到2000億美元;還有預(yù)測表示，全球針對交通工具與智能電網(wǎng)應(yīng)用的電池、超級電容以及燃料電池市場，將由2010年的214億美元成長一倍，在2015年擴(kuò)充至444億美元規(guī)模。也有保守的，預(yù)測先進(jìn)化學(xué)儲能設(shè)備2015年全球市場將達(dá)到25億美元;還有預(yù)測2016年全球儲能市場將達(dá)到83億美元。不管哪一個數(shù)字都足以讓這個剛剛起步，競爭仍不激烈的產(chǎn)業(yè)激動不已。正如液流電池制造領(lǐng)域的領(lǐng)先者普能公司CEO江宗憲所說，“對于這一行業(yè)而言，重要的不是預(yù)測值有多少，而是要看到其前景是好的”。

的確，對于儲能技術(shù)的市場預(yù)估是個難題，因為它太容易受到國家政策的影響，也沒有人能肯定會不會產(chǎn)生新的應(yīng)用領(lǐng)域、新的市場。而目前，擺在人們面前最需要解決的不是市場預(yù)估的問題，要將這一市場變成現(xiàn)實還有很多難關(guān)需要突破。

第一關(guān)是技術(shù)關(guān)。盡管隨著科技的發(fā)展和大量資金、人力成本的投入，有些儲能技術(shù)已經(jīng)距離解決可再生能源發(fā)電和互動問題、實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用越來越近，但很多現(xiàn)實問題仍未解決。

“可以說，在全球，如何將鈉硫電池、液流電池和鋰離子電池等最具前景的儲能電池應(yīng)用到智能電網(wǎng)中都還處于起步階段，沒有完全突破。從配置技術(shù)、控制策略到電池本體技術(shù)、電池集成技術(shù)，再到工程應(yīng)用都剛剛起步，還有很多問題需要解決。”長期以來一直關(guān)注儲能技術(shù)發(fā)展的來小康說，“如，電池本身都是單體，理論上單體電池的電壓不會超過5V，一般為3~4V，甚至更低，這使電池在應(yīng)用時必須進(jìn)行串、并聯(lián)，就必然會產(chǎn)生一致性問題。有些問題是瓶頸，但并不是不可逾越的。”

鋰離子電池領(lǐng)域的專家、清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院新型能源與材料化學(xué)研究室副主任蒲薇華博士也認(rèn)為，近20年來人們對鋰離子電池的研究興趣大多集中于各類小型便攜式電子產(chǎn)品用充電電池、備用電源和各類車用動力型電池，對適合應(yīng)用于電網(wǎng)的儲能型電池的關(guān)注程度和研發(fā)投入相對較少，現(xiàn)在鋰離子電池還不能完全滿足電網(wǎng)的要求。但她同時強調(diào)，一旦業(yè)界達(dá)成共識，調(diào)整方向進(jìn)行重點研發(fā)，技術(shù)突破將不成問題。

據(jù)了解，研究機構(gòu)和各家電池制造企業(yè)都已經(jīng)展開了相關(guān)研究。清華大學(xué)對于儲能型鋰電池的研究已經(jīng)開始，中國電力科學(xué)研究院也確定了與此相關(guān)的諸多課題，包括大規(guī)模電池儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用，如電池和電網(wǎng)連接技術(shù)，風(fēng)電場中電池的配置、運行控制等;大規(guī)模儲能系統(tǒng)集成技術(shù)，如電池成組、子系統(tǒng)成總系統(tǒng)等;工程應(yīng)用技術(shù)，如對電池的評估，工程應(yīng)用中面臨的安裝、接入、配置等各種問題;電池系統(tǒng)的特性研究與評估，以了解不同電池的改進(jìn)潛力。

“我們所是2006年底建立的，2007年才將儲能作為重點工作之一，所以這些工作都處于起步階段。在這三年中，我們建設(shè)了電池特性試驗室和風(fēng)/儲聯(lián)合實驗基地，對電池系統(tǒng)進(jìn)行測試和評估。這是個漫長而艱苦的工作，因為電池涉及材料技術(shù)，對于材料的評估都不是短期內(nèi)能完成的。”來小康介紹說。

除了技術(shù)問題，針對儲能技術(shù)的價格政策和投資回報機制缺失也受到了各方的關(guān)注。現(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電端、用戶方面越來越認(rèn)識到儲能技術(shù)的獨特作用，儲能產(chǎn)業(yè)也引起了諸多投資者的關(guān)注。但在電源點或電網(wǎng)中加裝電池等儲能設(shè)備需要大量投入，而這種投入主要是為了改善電能質(zhì)量，由誰為改善電能質(zhì)量買單就成為問題，因為這種投入不會帶來任何經(jīng)濟(jì)效益，也就使相關(guān)方對此缺乏動力。專家建議，要想推動儲能技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用，國家應(yīng)出臺相應(yīng)的支持政策，應(yīng)該在電力行業(yè)實行優(yōu)質(zhì)優(yōu)價，鼓勵相關(guān)方改善電能質(zhì)量。

“在能源行業(yè)大力發(fā)展智能電網(wǎng)、可再生能源的今天，儲能技術(shù)的重要性毋庸置疑，其在節(jié)能、發(fā)展新能源、智能電網(wǎng)、國家競爭力等各方面都有重要意義。儲能行業(yè)正處在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵階段，但是我國沒有單獨支持儲能技術(shù)發(fā)展的政策，使產(chǎn)業(yè)化非常困難。其實儲能不僅僅是技術(shù)手段，而且應(yīng)該上升到產(chǎn)業(yè)層面，甚至是國家戰(zhàn)略層面。”華北電力大學(xué)電氣與電子工程學(xué)院副教授李巖松說。

另外，還有配套的管理規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失、政府對大容量儲能技術(shù)的研發(fā)支持少、相關(guān)示范項目還較少等問題亟待解決。

正如來小康所說，雖然儲能技術(shù)現(xiàn)在仍問題多多，還不成熟，但也恰恰因為其不成熟才是朝陽行業(yè)，才會吸引那么多人的目光。它的前景是絕對光明的，“隨著可再生能源的發(fā)展，儲能技術(shù)的未來市場是毋庸置疑的。因為可再生能源是有前景的，儲能技術(shù)也就是有前景的”。(記者 崔宏薇 )