能源是人類(lèi)文明發(fā)展進(jìn)步的根本基石，確保能源的安全供給更是國(guó)家核心利益所在。不僅如此，能源與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活等議題緊密相關(guān)，因此近幾年來(lái)，能源相關(guān)的話題不僅持續(xù)得到了國(guó)家政府的關(guān)注，而且已經(jīng)受到了廣大普通民眾的極大關(guān)切。近年來(lái)，國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、能源格局有了新的變化，相應(yīng)的很多國(guó)家也已經(jīng)在能源轉(zhuǎn)型方面開(kāi)展了行動(dòng)。

1、世界范圍內(nèi)能源轉(zhuǎn)型的大背景

最為代表性的就是德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型。德國(guó)在風(fēng)電光伏部署，開(kāi)發(fā)各種可再生能源技術(shù)(地?zé)?，光熱，光伏?，與鄰國(guó)進(jìn)行能源互動(dòng)(丹麥)，建設(shè)新一代能源系統(tǒng)示范區(qū)(例如BDI主導(dǎo)的E-Energy項(xiàng)目)方面取得了很多進(jìn)展，改革力度很大。

美國(guó)在過(guò)去幾年中，大力推進(jìn)頁(yè)巖氣革命，從石油進(jìn)口國(guó)變成了出口國(guó)，這促進(jìn)了油價(jià)降低，明顯改變了世界能源格局，此外美國(guó)在部署儲(chǔ)能和光伏(代表為加州)，推動(dòng)電動(dòng)汽車(chē)(代表為T(mén)ESLA)，研發(fā)和推進(jìn)下一代電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(代表為北卡羅來(lái)納大學(xué)的FREEDM項(xiàng)目)等方面的進(jìn)展值得關(guān)注。

日本歷史上就是一個(gè)缺少能源資源的國(guó)家，這樣的緊迫性使其非常重視在能源材料、器件等方面的研究開(kāi)發(fā)，近年來(lái)其在關(guān)鍵技術(shù)上取得了許多空出的成果，比如電力電子元件、高性能電池(代表為松下)，燃料電池汽車(chē)(豐田MIRAI)，大量部署的分布式燃料電池三聯(lián)供系統(tǒng)(代表為ENEFARM)，這些都是能源體系的發(fā)展變革的重要支撐技術(shù)和方向。

我國(guó)能源呈現(xiàn)“富煤、缺油、少氣”的格局，而近年來(lái)隨著國(guó)際能源供應(yīng)形勢(shì)的變化，國(guó)內(nèi)能源環(huán)境方面遇到了越來(lái)越多的矛盾，能源系統(tǒng)面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力。一方面是電力供應(yīng)面臨過(guò)剩，可再生能源的利用能力偏弱；另一方面卻是各地基于自身利益考慮以及現(xiàn)有體制限制，仍在大規(guī)模建設(shè)各種火電傳統(tǒng)能源，而傳統(tǒng)能源的利用清潔程度低也是導(dǎo)致近幾年來(lái)霧霾污染現(xiàn)象愈演愈烈的根本原因。

在以上挑戰(zhàn)、背景下，我國(guó)政府近年來(lái)非常重視能源領(lǐng)域的發(fā)展，大力推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，已經(jīng)在國(guó)家戰(zhàn)略層面上開(kāi)展了多項(xiàng)系統(tǒng)層面的研究設(shè)計(jì)任務(wù)，并頒布了一系列的文件來(lái)推進(jìn)轉(zhuǎn)型示范項(xiàng)目的開(kāi)展。國(guó)家能源局在16年頒布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中就提出了對(duì)于發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源/中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)發(fā)展的愿景：“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(以下簡(jiǎn)稱(chēng)能源互聯(lián)網(wǎng))是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱(chēng)、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開(kāi)放等主要特征。在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，正在推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)我國(guó)能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，對(duì)提高可再生能源比重，促進(jìn)化石能源清潔高效利用，提升能源綜合效率，推動(dòng)能源市場(chǎng)開(kāi)放和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提升能源國(guó)際合作水平具有重要意義。”

2、能源互聯(lián)網(wǎng)重要特點(diǎn)與儲(chǔ)能的重要作用

與此同時(shí)，能源相關(guān)的各公司也都在積極探索能源轉(zhuǎn)型路徑(例國(guó)網(wǎng)公司的全球能源互聯(lián)網(wǎng))。雖然不同機(jī)構(gòu)提出的未來(lái)能源愿景精神上有所不同，哪怕是對(duì)于同一個(gè)概念的解讀也會(huì)有差異(見(jiàn)《能源互聯(lián)網(wǎng)概念、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展模式探索》一文)，但其實(shí)其中體現(xiàn)的精神都具有一定相通性，而且與美日德等國(guó)的能源轉(zhuǎn)型舉措相似，提煉概括主要有以下幾個(gè)方面：

而在以上的這6個(gè)代表方面，儲(chǔ)能技術(shù)都是有其獨(dú)特的角色和作用的，可以說(shuō)，儲(chǔ)能是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大支柱性技術(shù)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(1) 提高可再生能源的比例可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，減少化石能源的使用和污染?？稍偕茉闯隽哂虚g隙性，會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生不同時(shí)間尺度上的出力變化波動(dòng)。儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)，幫助可再生能源向電網(wǎng)的友好接入，從而切實(shí)提高可再生能源的利用率，減少棄風(fēng)棄光，從而減少化石能源的用量。而在過(guò)去幾年環(huán)境污染嚴(yán)重，可再生能源丟棄受到明顯關(guān)注的大背景下，可再生能源的有效消納必將逐漸成為國(guó)家更為重視的任務(wù)，今后在這方面的儲(chǔ)能的機(jī)會(huì)與需求會(huì)更多。

(2) 提高分布式能源的比例，改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的完全垂直式的統(tǒng)治結(jié)構(gòu)。中國(guó)傳統(tǒng)的電力、油氣能源系統(tǒng)體現(xiàn)出了完全的自上而下的治理結(jié)構(gòu)，分布式能源占比很低。而在新形勢(shì)下，這樣的能源結(jié)構(gòu)面臨著明顯問(wèn)題：系統(tǒng)剛性較大，無(wú)法滿足不斷發(fā)展變化的各種用能用戶靈活多變的用能甚至產(chǎn)能需求，重復(fù)建設(shè)的電站常常來(lái)自于行政式的規(guī)劃，而電網(wǎng)的輸送能力又有限，并未足夠考慮系統(tǒng)用能側(cè)消納能力。

分布式能源建設(shè)將是接下來(lái)幾年大力發(fā)展的方向，一大核心的考慮就在于：分布式能源的建設(shè)常常靠近負(fù)荷，可以就近消納利用，幾乎不存在消納困難而且可以減少電網(wǎng)長(zhǎng)距離輸電的擴(kuò)容的需求。此外分布式能源還可以因地制宜建設(shè)，綜合利用當(dāng)?shù)氐淖匀?、建筑等方面的條件實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化調(diào)配(比如屋頂光伏等)，因此是目前重點(diǎn)發(fā)展的方向。

分布式能源大規(guī)模接入電網(wǎng)涉及到諸多技術(shù)與體制上改變的需求，而儲(chǔ)能對(duì)于平抑分布式能源的波動(dòng)性、支持分布式能源組成局部微網(wǎng)實(shí)現(xiàn)局部自給自治(甚至可以在區(qū)域內(nèi)進(jìn)行能量交易)，進(jìn)而提高整個(gè)能源系統(tǒng)的穩(wěn)定性是非常有用的。在這方面，集中式的儲(chǔ)能電站可以在區(qū)域范圍內(nèi)為分布式能源的接入提供支持，而配置在用戶終端附近的分布式儲(chǔ)能也可以就地提高分布式能源的利用率。

(3) 增加多能互補(bǔ)的利用，通過(guò)多種能源的綜合利用與相互轉(zhuǎn)化提高能源利用效率。目前很多城市、園區(qū)都有冷-熱-電的綜合用能需求，很多園區(qū)的空調(diào)制冷負(fù)荷在夏天峰值時(shí)段可以占到總負(fù)荷的30~40%，制冷需求為電網(wǎng)造成了很大負(fù)擔(dān)；與此同時(shí)，很多可再生能源出力與用能需求不能完全匹配，常常只能丟棄(西南幾省棄水，西北幾省棄風(fēng)光)。而如果大力開(kāi)發(fā)多能互補(bǔ)技術(shù)，可以讓多種類(lèi)能源互相轉(zhuǎn)化，融合多個(gè)能源網(wǎng)絡(luò)，提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和綜合能效，降低峰值負(fù)荷減少浪費(fèi)。比如通過(guò)制氫技術(shù)可以減少棄風(fēng)棄光的浪費(fèi)，而基于儲(chǔ)冷儲(chǔ)熱技術(shù)可以提前儲(chǔ)冷，以降低峰時(shí)的制冷用電負(fù)荷。在此過(guò)程中，儲(chǔ)能技術(shù)可以成為多種能源互相轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)的樞紐節(jié)點(diǎn)，長(zhǎng)時(shí)間、大容量、低成本的儲(chǔ)冷、儲(chǔ)熱技術(shù)，氫能的制備、存儲(chǔ)和高效利用技術(shù)都是多能互補(bǔ)領(lǐng)域中材料側(cè)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。

(4) 增加能源系統(tǒng)靈活性。傳統(tǒng)電網(wǎng)要求發(fā)輸配用功率時(shí)刻達(dá)到平衡，能量要即發(fā)即用，不能存儲(chǔ)，而這樣的特性顯然無(wú)法有效應(yīng)對(duì)以能源互聯(lián)網(wǎng)為代表的未來(lái)能源轉(zhuǎn)型發(fā)展趨勢(shì)，因此需要提升系統(tǒng)的靈活性，以應(yīng)對(duì)新形勢(shì)下能源系統(tǒng)發(fā)展面臨的新特點(diǎn)和需求。

提高能源系統(tǒng)的靈活性有很多種支持技術(shù)：比如燃煤電廠的靈活性改造，增加燃?xì)廨啓C(jī)靈活機(jī)組，開(kāi)發(fā)支持能量靈活雙向流動(dòng)的柔性直流輸配用電技術(shù)，以及部署儲(chǔ)能。很多儲(chǔ)能技術(shù)具有響應(yīng)速度快，出力準(zhǔn)確，可以為系統(tǒng)提供正負(fù)功率的雙向調(diào)節(jié)等一系列優(yōu)點(diǎn)，在增加電力系統(tǒng)靈活性方面具有很好的前景。因此，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的作用不僅限于削峰填谷，為系統(tǒng)提供各種綜合輔助服務(wù)可以更好地發(fā)揮其特長(zhǎng)，而且更容易取得經(jīng)濟(jì)效益，美國(guó)PJM市場(chǎng)，歐洲電力輔助服務(wù)市場(chǎng)已經(jīng)有相當(dāng)多的儲(chǔ)能提供綜合輔助服務(wù)的實(shí)例，證明了儲(chǔ)能在提供輔助服務(wù)、增加能源系統(tǒng)靈活性方面的技術(shù)和商業(yè)可行性。

(5)促進(jìn)能源和信息交融，依靠信息化的支持協(xié)助能源的優(yōu)化調(diào)配。傳統(tǒng)能源系統(tǒng)的發(fā)輸配用環(huán)節(jié)呈現(xiàn)出高度的集中管理與剛性特性。在新形勢(shì)下，能源體系中多種業(yè)務(wù)的互動(dòng)開(kāi)展要求可以廣泛收集參與系統(tǒng)互動(dòng)各方的信息，參考其它領(lǐng)域的“互聯(lián)網(wǎng)+”變革的經(jīng)驗(yàn)，依靠信息來(lái)指導(dǎo)、協(xié)助能源的優(yōu)化配置。在此方面，儲(chǔ)能運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)可以接入能源信息網(wǎng)絡(luò)，為系統(tǒng)提供重要的能源消納信息。與此同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以接受新一代能源網(wǎng)絡(luò)的云監(jiān)控系統(tǒng)的統(tǒng)一調(diào)配，基于分布式資源的聚合甚至可以起到更大的作用，比如虛擬電廠(VPP)服務(wù)等。

(6) 促進(jìn)能源市場(chǎng)化，還原其商品屬性，依靠市場(chǎng)的力量協(xié)助能源系統(tǒng)的優(yōu)化運(yùn)行，平衡能源供需，并激發(fā)帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的活力。電能傳統(tǒng)上是即發(fā)即用不能存儲(chǔ)的，這極大的限制了電力市場(chǎng)的能源交易的可用業(yè)態(tài)種類(lèi)。而加入儲(chǔ)能，可以使得電能可以儲(chǔ)存起來(lái)，在隨后需要的時(shí)刻甚至地點(diǎn)進(jìn)行利用，對(duì)于電力市場(chǎng)服務(wù)、商品的多樣化將有至關(guān)重要的支持作用。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)中涉及多種能源的共同利用和互相融合，基于不同種能源互相轉(zhuǎn)化、儲(chǔ)存的技術(shù)同樣可以促進(jìn)能源在種類(lèi)、時(shí)間段上的優(yōu)化配置，通過(guò)轉(zhuǎn)化存儲(chǔ)的方法減少能源的丟棄浪費(fèi)，而且在市場(chǎng)需要的時(shí)候再參與市場(chǎng)互動(dòng)以獲取利潤(rùn)?？傮w來(lái)說(shuō)，能源互聯(lián)網(wǎng)需要多種樣的能源服務(wù)，而儲(chǔ)能的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)化特性可以有效地支持在需要的時(shí)間地點(diǎn)提供相對(duì)應(yīng)的服務(wù)種類(lèi)，具有良好的應(yīng)用前景。

3、幾種關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景分析

儲(chǔ)能技術(shù)有很多種，在本文中我們將重點(diǎn)關(guān)注已經(jīng)具有一定成熟度的技術(shù)，分析其技術(shù)發(fā)展方向和在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景。筆者將幾種儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域中應(yīng)用時(shí)需要關(guān)注的核心指標(biāo)進(jìn)行了整理匯總，如下表所示，并將對(duì)每種技術(shù)做分別介紹：

(1)鋰離子電池

在眾多儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池的突出優(yōu)點(diǎn)是能量密度、功率密度都比較高，對(duì)于輔助可再生能源消納，提供系統(tǒng)需要的靈活性等多種用途都能勝任。目前鋰離子電池已經(jīng)有了中大規(guī)模(MW級(jí))電站應(yīng)用的實(shí)例，但是相比之下因?yàn)槠淠芰棵芏雀?，占地面積小，在中小規(guī)模儲(chǔ)能、分布式應(yīng)用領(lǐng)域可能會(huì)更有優(yōu)勢(shì)。另外鋰離子電池較強(qiáng)的功率爬升(ramp rate)特性使得其在調(diào)頻等輔助服務(wù)領(lǐng)域具有良好綜合效果，廣泛參與輔助服務(wù)是其重要的發(fā)展方向，并且很有可能率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)模式，達(dá)成良好的經(jīng)濟(jì)效益。

在此方面，鋰離子電池發(fā)展的迫切需求是進(jìn)一步降低成本，提高壽命，以提升該技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性。此外，即將到來(lái)的大量動(dòng)力電池的退役也將為儲(chǔ)能領(lǐng)域帶來(lái)機(jī)遇和挑戰(zhàn)，提升電池品質(zhì)，研發(fā)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)追蹤電池使用歷史，開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化模組以降低梯次利用難度，開(kāi)展園區(qū)-電池企業(yè)-電動(dòng)汽車(chē)-能源服務(wù)企業(yè)四方合作的模式，開(kāi)發(fā)碎片化能量管理技術(shù)等可能是解決電池梯次利用的主要解決方案。

(2)鈉硫電池

鈉硫電池技術(shù)在世界范圍內(nèi)的裝機(jī)比例較高，但是近年來(lái)增長(zhǎng)略顯乏力。導(dǎo)致該現(xiàn)象的部分原因是鈉硫電池技術(shù)具有較高的壟斷性，主要被日本NGK掌握。該技術(shù)主要適合MW級(jí)的儲(chǔ)能，在可再生能源發(fā)電側(cè)并網(wǎng)方面應(yīng)用實(shí)例很多，但該技術(shù)占地大，運(yùn)行溫度高，具有一定的危險(xiǎn)性，從本質(zhì)上并不太適合小規(guī)模分布式用電及用戶側(cè)的需求。因此對(duì)于建設(shè)中等規(guī)模的儲(chǔ)能電站，為能源系統(tǒng)提供綜合服務(wù)支撐方面，該類(lèi)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景。

(3)鉛酸電池

鉛酸電池是電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域中的老兵，其成本低廉性價(jià)比高，一直是儲(chǔ)能領(lǐng)域的重要支柱，只是在近年才被風(fēng)頭更盛的鋰離子電池超過(guò)。鉛酸電池能量和體積密度低于鋰離子電池，因此在最為看重空間和承重條件的用戶側(cè)末端不如鋰離子電池適合，但是在規(guī)模稍大的場(chǎng)合(MW左右)以及有條件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)的情況下，其性價(jià)會(huì)更高。

該類(lèi)技術(shù)發(fā)展的主要方向是進(jìn)一步基于鉛碳電池的技術(shù)，提高其壽命和可用能量部分(支持深度放電)，以減少實(shí)際電池的用量。此外，進(jìn)一步規(guī)范鉛酸電池的回收利用，減少回收過(guò)程中尤其是不規(guī)范小作坊帶來(lái)的污染，對(duì)于全社會(huì)都具有重要的意義。

(4)釩液流電池

釩液流電池體積能量密度較低，能量轉(zhuǎn)換效率大約為70%左右，但是支持深度放電，安全性好，容量和功率可以分開(kāi)設(shè)計(jì)，循環(huán)壽命很長(zhǎng)，電池回收較為簡(jiǎn)單，而且近年來(lái)隨著產(chǎn)業(yè)鏈的成熟其成本還有望進(jìn)一步下探，國(guó)內(nèi)也產(chǎn)生了像大連融科、北京普能這樣的優(yōu)秀企業(yè)，因此該類(lèi)技術(shù)在中大規(guī)模(MW級(jí))應(yīng)用方面，不論是作為獨(dú)立電站為電網(wǎng)提供綜合服務(wù)，還是在大規(guī)模新能源發(fā)電站處提供平滑、消納服務(wù)都具有良好的應(yīng)用前景。

該類(lèi)技術(shù)的主要發(fā)展方向是進(jìn)一步完善產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本，并提高系統(tǒng)效率。此外，開(kāi)發(fā)新一代的液流電池技術(shù)(比如鋅溴、有機(jī)體系等)對(duì)于擴(kuò)展該類(lèi)技術(shù)的適應(yīng)面，提升技術(shù)的綜合水平也是很有意義的。

(5)飛輪

飛輪儲(chǔ)能技術(shù)具有很快的響應(yīng)速率能力，相比于電池儲(chǔ)能技術(shù)適應(yīng)電力系統(tǒng)瞬時(shí)功率波動(dòng)的能力更強(qiáng)，在平滑不穩(wěn)定出力曲線，提供短時(shí)一次調(diào)頻方面其性能具有很好的競(jìng)爭(zhēng)力。但是其問(wèn)題在于能量密度很低而且自放電程度很高，因此無(wú)法適應(yīng)任何能量體量稍大的場(chǎng)合。該類(lèi)技術(shù)主要適合與能量型儲(chǔ)能器件進(jìn)行配合，為其平抑波動(dòng)，延長(zhǎng)其應(yīng)用的壽命，或者直接用于發(fā)電側(cè)調(diào)頻需求以及可再生能源的平滑輸出。該類(lèi)技術(shù)的主要發(fā)展方向還是在于發(fā)展高性能的復(fù)合材料，以進(jìn)一步提高該類(lèi)技術(shù)的性價(jià)比。

(6)超級(jí)電容

超級(jí)電容的外特性與飛輪有相似之處，都是主要適合快速功率響應(yīng)，但是能量密度較低，自放電偏高。從理論上說(shuō)，超級(jí)電容技術(shù)能量密度雖然有進(jìn)一步提高的可能，但是難以達(dá)到鋰離子電池的水平，因此其仍然比較適合短時(shí)急速充放電的場(chǎng)合，因此其主要可以與電池聯(lián)用，進(jìn)行調(diào)頻與輸出功率平滑方面。此外，隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，在很多領(lǐng)域都要建成局部的微型能源互聯(lián)網(wǎng)園區(qū)，很多情況下都有瞬時(shí)吸納和放出大量能量的要求，此時(shí)超級(jí)電容就可以用來(lái)在短時(shí)間內(nèi)為系統(tǒng)提供能量緩存(Cache)，可以有效降低瞬時(shí)大負(fù)荷為系統(tǒng)帶來(lái)的消極影響，比起電池更符合要求。

(7)壓縮空氣

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在近幾年一直在不斷的進(jìn)步，清華大學(xué)與中科院工程熱物理所的團(tuán)隊(duì)在此方面取得了很多研究與應(yīng)用進(jìn)展。該技術(shù)常常需要依靠地理?xiàng)l件(比如巖洞等)，更為適合中大規(guī)模應(yīng)用用途，而且其要想取得良好的綜合能量效率，需要進(jìn)行冷熱電三聯(lián)供。該技術(shù)的主要局限是如果不進(jìn)行三聯(lián)供能效較低，而且響應(yīng)速度較慢，不適合功率劇烈變化?？紤]到以上特色，該類(lèi)儲(chǔ)能技術(shù)特別適合在有地理?xiàng)l件，可再生能源供應(yīng)豐沛而且有冷熱電綜合應(yīng)用需求的地方提供穩(wěn)定的能源儲(chǔ)存和供應(yīng)服務(wù)。

(8)儲(chǔ)熱與冷熱電三聯(lián)供技術(shù)

隨著能源系統(tǒng)的發(fā)展深化，冷-熱-電-氣等網(wǎng)絡(luò)的界限將逐漸打通，各個(gè)能源網(wǎng)絡(luò)將進(jìn)行交融。實(shí)際上，冬天制熱、夏天制冷的用能需求在我國(guó)一直十分突出，而冷熱電三聯(lián)供技術(shù)可以配合燃料電池、壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)使用，顯著提高這幾類(lèi)技術(shù)的綜合能效并最終提升經(jīng)濟(jì)效益。而把一部分供冷熱的需求利用儲(chǔ)熱技術(shù)來(lái)滿足，可以明顯降低用電、用能峰值時(shí)刻的電網(wǎng)負(fù)擔(dān)，并且為很多電網(wǎng)傳統(tǒng)運(yùn)行的方案“松綁”(比如北方的熱電聯(lián)產(chǎn)用于冬季供暖時(shí)產(chǎn)生的最小發(fā)電功率導(dǎo)致的大量棄風(fēng))，從而為能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行提供新的解決方案。儲(chǔ)熱技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)為：1)按熱值核算儲(chǔ)能成本遠(yuǎn)低于電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，2)有希望支持長(zhǎng)時(shí)間(甚至是跨季節(jié))的儲(chǔ)能，因此在儲(chǔ)熱與多能融合互補(bǔ)的未來(lái)能源系統(tǒng)架構(gòu)中將會(huì)有很大的發(fā)展。

(9)氫相關(guān)與燃料電池相關(guān)技術(shù)

氫與燃料電池相關(guān)技術(shù)被譽(yù)為是人類(lèi)能源的一大可能的最終解決方案，主要原因是因?yàn)椋?)燃料電池系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)比較高的比能量輸出，在冷熱電聯(lián)供情景下可以實(shí)現(xiàn)很高的綜合能效而且排放物只有水；2)電解水制氫可以將電、氣網(wǎng)耦合起來(lái)，提供余電的消納方案；3)燃料電池的應(yīng)用則可以聯(lián)系交通網(wǎng)(燃料電池汽車(chē))、冷熱網(wǎng)(三聯(lián)供)、電網(wǎng)與氣網(wǎng)(余電制氫，電池發(fā)電)。

可見(jiàn)該類(lèi)技術(shù)可以成為幾大核心用能領(lǐng)域的溝通橋梁，一旦技術(shù)成熟就可以提供普適性的技術(shù)解決方案，而且不論是分布式領(lǐng)域(PEMFC)還是在大規(guī)模儲(chǔ)能和應(yīng)用(SOFC)方面都具有自己良好的適應(yīng)性，可以說(shuō)除了功率特性略有短板外，能為能源互聯(lián)網(wǎng)的所有能量型應(yīng)用場(chǎng)景提供普適性的解決方案。

但是該類(lèi)技術(shù)的主要問(wèn)題在于從制氫、儲(chǔ)氫到燃料電池的低成本、長(zhǎng)壽命化方面都還有很長(zhǎng)的路要走，這需要從基礎(chǔ)材料方面研發(fā)進(jìn)行突破。中國(guó)近年來(lái)產(chǎn)生了大量的棄風(fēng)、水、光的現(xiàn)象，而如果采取政策優(yōu)先推動(dòng)氫相關(guān)技術(shù)在這些方面的應(yīng)用，對(duì)氫技術(shù)解決消納可再生能源進(jìn)行探索與應(yīng)用示范，有可能以應(yīng)用刺激研發(fā)需求，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。

4. 結(jié)論+展望：

儲(chǔ)能對(duì)是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展愿景中的支撐技術(shù)。近年來(lái)，隨著電力行業(yè)市場(chǎng)化進(jìn)程的提速，我國(guó)儲(chǔ)能市場(chǎng)正在徐徐開(kāi)啟。根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟公開(kāi)數(shù)據(jù)顯示，從2015年7月到2016年12月，不包含抽水蓄能和儲(chǔ)熱在內(nèi)的新增規(guī)劃儲(chǔ)能項(xiàng)目，總裝機(jī)量達(dá)到740MW。未來(lái)的兩三年內(nèi)，我國(guó)儲(chǔ)能的累計(jì)安裝量，或?qū)?shí)現(xiàn)七到十倍的增長(zhǎng)。另一面，我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)也獲得了巨大的突破。國(guó)內(nèi)鋰離子電池、鉛炭電池、液流電池、鈉硫電池、超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能、超級(jí)電容等主流儲(chǔ)能技術(shù)的成本已經(jīng)有了大幅降低。

不久前國(guó)家能源局公布了首批首批“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(能源互聯(lián)網(wǎng))示范項(xiàng)目評(píng)選結(jié)果，其中絕大多數(shù)都需要儲(chǔ)能技術(shù)為能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)運(yùn)行提供支持。能源互聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)的示范是我國(guó)能源體制改革的重要嘗試和探索，而這也為儲(chǔ)能技術(shù)尋找推廣機(jī)會(huì)，參與能源體制改革，探索新的運(yùn)營(yíng)機(jī)制提供絕佳的機(jī)會(huì)與廣闊的舞臺(tái)。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >