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【中國環(huán)保在線 清潔能源】近年來，清潔能源發(fā)展迅猛，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。在大規(guī)模風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)展建設(shè)中，儲(chǔ)能技術(shù)扮演著關(guān)鍵角色。隨著低碳智慧城市的發(fā)展，儲(chǔ)能市場(chǎng)前景將更加廣闊。
儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展前景廣闊 多領(lǐng)域應(yīng)用全面開花
儲(chǔ)能技術(shù)在堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)中具有非凡意義，是提高電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和可靠性的重要手段。“、自愈、安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、互動(dòng)”是我國智能電網(wǎng)的設(shè)定目標(biāo)，儲(chǔ)能技術(shù)具備的諸多特性使其在發(fā)、輸、配、用電各環(huán)節(jié)中均可得以應(yīng)用，具有重大的戰(zhàn)略需求、研究價(jià)值和發(fā)展?jié)摿Α?br />
為什么需要儲(chǔ)能技術(shù)？
首先，儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電中具有重要作用，是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)能、太陽能等可再生能源應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。利用儲(chǔ)能可以平滑可再生能源出力波動(dòng)，解決發(fā)電與用電的時(shí)差矛盾，跟蹤計(jì)劃發(fā)電、調(diào)峰調(diào)頻等，滿足可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的接入要求，確保供電可靠性。
其次，儲(chǔ)能技術(shù)在分布式發(fā)電中具有重要作用，是節(jié)省投資、降低能耗、提高電網(wǎng)安全性和靈活性的主要方法。在用戶側(cè)實(shí)現(xiàn)分布式儲(chǔ)能，讓用電負(fù)荷變得可控，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的需求側(cè)管理。用作備用電源，可保證在非常時(shí)期穩(wěn)定、及時(shí)的應(yīng)急電力供應(yīng)。
另外，儲(chǔ)能技術(shù)在電動(dòng)汽車發(fā)展中具有重要作用，是解決能源和環(huán)境問題的有效手段。目前電動(dòng)汽車還存在充電時(shí)間長、續(xù)駛里程短、使用成本高等問題，隨著動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步和采用儲(chǔ)能技術(shù)的充電站建設(shè)，必將進(jìn)一步推動(dòng)電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
儲(chǔ)能現(xiàn)狀
從市場(chǎng)規(guī)模角度，根據(jù)中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(簡稱CNESA)項(xiàng)目庫不完全統(tǒng)計(jì)，截至2016年年底，我國投運(yùn)的儲(chǔ)能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模24.3GW，同比增長4.7%；新增投運(yùn)儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)規(guī)模101.4MW，同比增長299%。
從實(shí)現(xiàn)手段角度，目前分布式儲(chǔ)能有電池儲(chǔ)能，相變儲(chǔ)能，顯熱儲(chǔ)能，飛輪儲(chǔ)能，抽水儲(chǔ)能，超級(jí)電容儲(chǔ)能及壓縮空氣儲(chǔ)能等眾多方式。截至2016年年底，抽水蓄能的裝機(jī)規(guī)模所占比重大；電化學(xué)儲(chǔ)能裝機(jī)位列第二，累計(jì)規(guī)模為243MW，同比增長72%。
從應(yīng)用領(lǐng)域角度，2016年新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目中，分布式發(fā)電及并網(wǎng)領(lǐng)域的同比增速大，為727%；其次是可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域，增速523%。
從地域分布角度，2016年新增投運(yùn)的電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目主要分布在西北和華東地區(qū)，比重分別為55%和25%。其中，鋰離子電池儲(chǔ)能在東北、華中、華南、西北和西南地區(qū)均占據(jù)大比重；鉛蓄電池儲(chǔ)能在華北和華東地區(qū)應(yīng)用居多；液流電池儲(chǔ)能項(xiàng)目主要分布在東北地區(qū)。
目前我國電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展迅速，國內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目大部分使用鋰離子電池和鉛蓄電池，在分布式微網(wǎng)、電網(wǎng)輔助服務(wù)、用戶側(cè)需求響應(yīng)方向應(yīng)用廣。此外，儲(chǔ)能技術(shù)在電動(dòng)汽車充換電方面也發(fā)揮了很好的作用，如建立V2G系統(tǒng)，光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)等。
然而，儲(chǔ)能技術(shù)還存在一些問題。比如，國內(nèi)儲(chǔ)能項(xiàng)目仍處于商業(yè)化初期，由于初投資成本高又缺乏明確的收益模式，很多項(xiàng)目處于示范或模式探索階段，離大規(guī)模商業(yè)化推廣尚有一定距離。另外，現(xiàn)階段國內(nèi)尚未出臺(tái)儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的政策體系和價(jià)格機(jī)制，參與電力市場(chǎng)的機(jī)制和細(xì)則也不健全。盡管儲(chǔ)能具備平抑新能源波動(dòng)，改善電能質(zhì)量，應(yīng)急備用，無功補(bǔ)償?shù)茸饔?，但其本身并不產(chǎn)生電量，如何為儲(chǔ)能做一個(gè)一般性定價(jià)是一個(gè)難點(diǎn)。再有，儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步關(guān)鍵在于材料技術(shù)突破。隨著儲(chǔ)能新材料的不斷創(chuàng)新發(fā)展，在儲(chǔ)能元件延長使用壽命、提高能量密度、縮短充電時(shí)間和降低成本等方面均有望取得重要突破。
技術(shù)創(chuàng)新
建造智慧城市，首先要學(xué)會(huì)利用清潔能源。低碳的能源利用方式對(duì)城市綠色發(fā)展至關(guān)重要。而儲(chǔ)能技術(shù)在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的路上，扮演著關(guān)鍵角色。
一是推動(dòng)集中式與分布式儲(chǔ)能協(xié)同發(fā)展。利用儲(chǔ)能技術(shù)，開發(fā)儲(chǔ)電、儲(chǔ)熱、儲(chǔ)冷、清潔燃料存儲(chǔ)等多類型、大容量、低成本、率、長壽命的儲(chǔ)能系統(tǒng)，在集中式風(fēng)光電站或分布式發(fā)電應(yīng)用場(chǎng)景下，可實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備的混合配置、管理、友好并網(wǎng)。
二是加快推進(jìn)能源消費(fèi)智能化。利用儲(chǔ)能技術(shù)，建設(shè)以智能終端和靈活交易為主要特征的智能小區(qū)、智能樓宇和智能園區(qū)，支撐智慧城市建設(shè)，有利于電力需求側(cè)管理和智能化用能。
三是加強(qiáng)多能協(xié)同綜合能源設(shè)施建設(shè)。利用儲(chǔ)能技術(shù)，推動(dòng)支撐電、冷、熱、氣、水等多種能源形態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保證能源傳輸?shù)撵`活可控和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
四是促進(jìn)新能源與電動(dòng)汽車協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行。利用儲(chǔ)能技術(shù)，在公路、景區(qū)、公共場(chǎng)所等區(qū)域因地制宜建設(shè)新能源充放電站，可提高電動(dòng)汽車充放電、換電業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)V2G的協(xié)同運(yùn)行。
商業(yè)模式
目前國內(nèi)儲(chǔ)能市場(chǎng)中，有兩類比較典型的商業(yè)模式。
，在新能源發(fā)電領(lǐng)域建設(shè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站的模式。即協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)風(fēng)光電站和儲(chǔ)能電站的聯(lián)合運(yùn)行，在目前的高成本水平下，大程度的發(fā)揮儲(chǔ)能電站的價(jià)值，幫助解決可再生新能源消納難題。
第二，工商業(yè)儲(chǔ)能項(xiàng)目“投資+運(yùn)營”的模式。即儲(chǔ)能企業(yè)作為投資方的同時(shí)，還負(fù)責(zé)整體運(yùn)營。通過谷時(shí)充電蓄能、峰時(shí)放電供能及智慧用能管理，一方面通過峰谷電價(jià)差套利為客戶節(jié)約電費(fèi)，另一方面進(jìn)行負(fù)荷與發(fā)電預(yù)測(cè)以及能量調(diào)度，實(shí)現(xiàn)電能的精細(xì)化管理與優(yōu)化。
具體而言，分布式儲(chǔ)能也呈現(xiàn)多種發(fā)展模式。英國的一家研究機(jī)構(gòu)總結(jié)有4種類型：“免費(fèi)午餐”模式，虛擬電廠、削峰和社區(qū)儲(chǔ)能。各種模式均有其獨(dú)特的運(yùn)營方法和特殊價(jià)值，共同推動(dòng)著能源體系的快速變革。在國內(nèi)，分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用主要有兩大功能，一是保證分布式系統(tǒng)的用電質(zhì)量；二是儲(chǔ)能削峰填谷，利用峰谷電價(jià)差獲得利潤。目前有很多應(yīng)用集中在數(shù)據(jù)中心，因數(shù)據(jù)中心能耗高，電費(fèi)約占整個(gè)運(yùn)行成本的40%，通過儲(chǔ)能可大大為數(shù)據(jù)中心降本增效，算是比較成功的商業(yè)模式。
儲(chǔ)能展望
目前中國應(yīng)用的儲(chǔ)能技術(shù)主要分為三類：(1)以抽水蓄能儲(chǔ)能為主的物理儲(chǔ)能；(2)電池為主的電化學(xué)儲(chǔ)能；(3)以相變材料或水、顯熱儲(chǔ)熱的儲(chǔ)熱。
通過對(duì)國內(nèi)儲(chǔ)能企業(yè)和集成商的項(xiàng)目規(guī)劃及未來發(fā)展趨勢(shì)的調(diào)查和研究，CNESA研究部對(duì)中國儲(chǔ)能市場(chǎng)2017——2020年的裝機(jī)規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測(cè)，單電化學(xué)儲(chǔ)能方面，到2020年年底預(yù)計(jì)累計(jì)裝機(jī)量將達(dá)到2GW，是2015年年底累計(jì)裝機(jī)量的近15倍。綜合三種儲(chǔ)能技術(shù)，預(yù)計(jì)總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到44GW。
就中國而言，儲(chǔ)能市場(chǎng)前景很大。根據(jù)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃(2016——2030年)》，到2020年示范推廣10MW/100MWh超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)、1MW/1000MJ飛輪儲(chǔ)能陣列機(jī)組、100MW級(jí)全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、10MW級(jí)鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和100MW級(jí)鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)等一批趨于成熟的儲(chǔ)能技術(shù)。新一輪電力體制改革將為新能源分布式電源和儲(chǔ)能應(yīng)用打開市場(chǎng)。從經(jīng)濟(jì)性上看，儲(chǔ)能成本會(huì)隨著規(guī)?；瘧?yīng)用和電池產(chǎn)能過剩而快速下降，回收期逐漸縮短，并開始逼近贏利點(diǎn)。
原標(biāo)題：低碳智慧城市建設(shè)中的儲(chǔ)能技術(shù)
