近年來(lái)，世界各國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展不斷演進(jìn)，隨著我國(guó)電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)面臨著用電負(fù)荷持續(xù)增加、間歇式能源接入占比擴(kuò)大、調(diào)峰手段有限等諸多挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能技術(shù)也得到了空前的發(fā)展。儲(chǔ)能技術(shù)推動(dòng)低碳能源發(fā)展、確保區(qū)域能源安全、可再生能源規(guī)模化利用，尤其是智能電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)營(yíng)上有著非常重要的作用。因此可以說(shuō)，儲(chǔ)能是構(gòu)建智能電網(wǎng)及實(shí)現(xiàn)低碳能源發(fā)展和利用不可或缺的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

       世界儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展各不相同

    儲(chǔ)能技術(shù)一般包括物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。其中，物理儲(chǔ)能包括抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等。化學(xué)儲(chǔ)能包括鉛酸電池、鋰系電池、液流電池、鈉硫電池等。此外，還有電磁儲(chǔ)能，如超導(dǎo)儲(chǔ)能等。

    抽水蓄能技術(shù)相對(duì)成熟，功率和儲(chǔ)能容量規(guī)模可以做得很大，對(duì)于控制電網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性、調(diào)峰、調(diào)頻以及接納可再生風(fēng)電都可以發(fā)揮巨大作用，在中國(guó)，抽水蓄能還有相當(dāng)大的發(fā)展前景，尤其是我國(guó)的南方省份，根據(jù)已有的資源考察結(jié)果，至少有1億千瓦以上的建設(shè)空間。但蓄水儲(chǔ)能也存在一定缺點(diǎn)，比如受地勢(shì)的影響較大，另外響應(yīng)速度還比較慢，還不能做到暫態(tài)響應(yīng)。此外，歐洲出于對(duì)環(huán)境保護(hù)的考慮，已經(jīng)不再實(shí)施抽水蓄能項(xiàng)目。

    壓縮空氣方面，全世界已經(jīng)有3個(gè)較大的壓縮空氣儲(chǔ)能示范工程，主要存在于美國(guó)和歐洲一些國(guó)家。但壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)在安全可靠性方面還需進(jìn)行驗(yàn)證。

    在大規(guī)模熔鹽技術(shù)方面，中國(guó)、日本、韓國(guó)還沒(méi)有進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研發(fā)。而在美國(guó)和歐洲主要應(yīng)用場(chǎng)合是太陽(yáng)能熱發(fā)電，熔鹽技術(shù)減少了中間環(huán)節(jié)，能提高太陽(yáng)能利用率，其輸出可以實(shí)現(xiàn)可控制、可跳讀，不會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)造成沖擊，但該技術(shù)還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

    美國(guó)已經(jīng)走在了電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)的前列，有很多原始性的專利掌握，美國(guó)在鋰離子電池制造及系統(tǒng)集成方面處于領(lǐng)先地位。日本、韓國(guó)在一些高端電池技術(shù)方面也有了很多的突破，尤其是日本，已經(jīng)在鈉硫電池、液流電池和鉛酸電池儲(chǔ)能技術(shù)方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。

       智能電網(wǎng)發(fā)展需要多種儲(chǔ)能技術(shù)

    電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)應(yīng)用情況可以分為兩類(lèi)：大規(guī)模集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)和大規(guī)模分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)。集中式儲(chǔ)能系統(tǒng)以能量轉(zhuǎn)換和電力系統(tǒng)削峰填谷功能為主，比如抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能。分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)以平抑電源功率隨機(jī)波動(dòng)、維持局部電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行為主，經(jīng)常與可再生能源配合使用。

    現(xiàn)在來(lái)看，沒(méi)有任何一種儲(chǔ)能技術(shù)能全面滿足智能電網(wǎng)接納分布式能源的需要，因此，發(fā)展多種儲(chǔ)能技術(shù)，是適應(yīng)智能電網(wǎng)建設(shè)的需要。

    在我國(guó)，由于電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也得到了很大的促進(jìn)與提升，預(yù)計(jì)5年內(nèi)，國(guó)內(nèi)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化大發(fā)展的可能性較大。

    這個(gè)結(jié)論來(lái)源于以下幾個(gè)基礎(chǔ)，一是鋰離子電池在能效轉(zhuǎn)換效率上是最高的，它具有其他化學(xué)電池所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。其次，鋰離子電池壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，較適用于電力儲(chǔ)能。此外，鋰離子電池在國(guó)內(nèi)外都有很好的產(chǎn)業(yè)鏈，全世界對(duì)鋰離子電池技術(shù)研發(fā)的投入和技術(shù)儲(chǔ)備都非常豐厚。而且，由于鋰離子電池的原材料資源豐富，且材料即不耗能又不用借助稀有金屬，這在成本方面存在較大優(yōu)勢(shì)。鋰離子電池集成技術(shù)門(mén)檻也較低，更為其大規(guī)模推廣提供了保障。

    以我國(guó)剛剛投運(yùn)的張北國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程為例，目前，位于張北的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程已連續(xù)安全運(yùn)行100多天，累計(jì)發(fā)電超億千瓦時(shí)。這是目前世界上規(guī)模最大的集風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能系統(tǒng)、智能輸電于一體的新能源綜合利用示范工程。而張北示范工程的成功，也為儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向提供了一定的參考與借鑒。

    張北儲(chǔ)能電站是以“化學(xué)儲(chǔ)能以鋰電池為主、鈉硫電池和液流電池為輔”為原則，同時(shí)綜合考慮系統(tǒng)集成技術(shù)，如接線方式和方案，對(duì)電池應(yīng)用的特征，包括電池裝置控制，以及監(jiān)控技術(shù)和監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，它的順利運(yùn)行標(biāo)志著我國(guó)新能源綜合利用技術(shù)取得重大突破。

    專家預(yù)測(cè)，液流電池、鈉硫電池需要8年或者更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展，因?yàn)楝F(xiàn)在這兩類(lèi)電池的研發(fā)起點(diǎn)還較低，參與研發(fā)設(shè)計(jì)的人員也很少，市場(chǎng)層面投入力量的廠家也少，未來(lái)實(shí)現(xiàn)大幅度跨越可能性較小，但值得期待的是，這兩種儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，將會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)保持現(xiàn)有性能的基礎(chǔ)上大幅度降低價(jià)格。

    但是，不管目前世界各國(guó)在發(fā)展哪一種電池，儲(chǔ)能系統(tǒng)和電池發(fā)展的未來(lái)趨勢(shì)都是大容量、高可靠性、高安全性、長(zhǎng)壽命、低成本這幾個(gè)特性，這是未來(lái)儲(chǔ)能電池發(fā)展的方向，這也是業(yè)界公認(rèn)的。<