目前,我國(guó)的能源結(jié)構(gòu)正在經(jīng)歷重大轉(zhuǎn)型。在政府的大力推動(dòng)和扶持下,以風(fēng)能和太陽(yáng)能為代表的清潔可再生能源發(fā)電發(fā)展迅猛。然而,受天氣與季節(jié)的影響,風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電輸出功率具有明顯的波動(dòng)性、間歇性和不可準(zhǔn)確預(yù)測(cè)性。隨著可再生能源開發(fā)利用規(guī)模的繼續(xù)擴(kuò)大,新能源發(fā)電并網(wǎng)對(duì)傳統(tǒng)電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了一定的沖擊。在風(fēng)能、太陽(yáng)能充足的“三北”地區(qū),可再生能源消納能力不足,尤其在冬季供暖期,火電由于需要保證供暖,其電網(wǎng)調(diào)峰能力被嚴(yán)重削弱,導(dǎo)致大量棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象。
因此,迫切需要額外的備用容量來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的動(dòng)態(tài)供需平衡并提供調(diào)頻調(diào)壓輔助服務(wù)。儲(chǔ)能,因具有提升電力系統(tǒng)靈活性和穩(wěn)定性,能提供調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓、備用、黑啟動(dòng)、需求響應(yīng)支撐,提升可再生能源消納水平等多重效用,而作為解決大規(guī)模可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)的一種有效技術(shù)被廣泛關(guān)注。近年來,我國(guó)高度重視儲(chǔ)能技術(shù)及產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,2017年9月,國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)、財(cái)政部、科技部、工信部、國(guó)家能源局五部門聯(lián)合發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》,提出了未來10年儲(chǔ)能由研發(fā)示范向商業(yè)化初期過渡、實(shí)現(xiàn)商業(yè)化初期向規(guī)?;l(fā)展轉(zhuǎn)變的兩階段發(fā)展目標(biāo),明確“十三五”期間探索一批可推廣的儲(chǔ)能應(yīng)用商業(yè)模式,為我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)提出了發(fā)展方向。
儲(chǔ)能技術(shù)包含本體技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)。儲(chǔ)能本體形式按照能量?jī)?chǔ)存形式,可以分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和相變儲(chǔ)能。其中化學(xué)儲(chǔ)能主要有電化學(xué)儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等,電化學(xué)儲(chǔ)能又包括鋰離子電池、液流電池、鉛酸電池、鈉硫電池等典型的二次電池體系,以及新興的二次電池體系(鈉離子電池、鋰硫電池、鋰空氣電池等)。目前,電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展相對(duì)成熟,其中鋰離子電池示范項(xiàng)目數(shù)及裝機(jī)容量數(shù)均最高,是應(yīng)用最廣泛的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)。
儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用主要涉及:①發(fā)電端,儲(chǔ)能針對(duì)新能源發(fā)電和火電的主要作用為平滑功率輸出、跟蹤計(jì)劃出力以及削峰填谷;②輸電端,儲(chǔ)能的主要作用為延緩輸電設(shè)備投資、改善電能質(zhì)量、提高系統(tǒng)可靠性以及維護(hù)輸電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性;③配電端,儲(chǔ)能的主要作用為緩解高峰負(fù)荷需求、延緩網(wǎng)絡(luò)升級(jí)擴(kuò)容、應(yīng)對(duì)故障情況以及保證供電穩(wěn)定;④用電端,儲(chǔ)能的主要作用為輔助分布式電源的接入、應(yīng)對(duì)峰值負(fù)荷需求、縮小峰谷差、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)與改善以及充當(dāng)UPS/EPS電源。
國(guó)際上,美國(guó)、日本、歐洲很多國(guó)家和地區(qū)都在儲(chǔ)能提高分布式能源利用率、新型智能用電等方面展開了積極的示范,驗(yàn)證了儲(chǔ)能在調(diào)峰、調(diào)頻、應(yīng)急供電的作用。國(guó)內(nèi)近幾年也涌現(xiàn)了一批化學(xué)電池儲(chǔ)能示范電站,從國(guó)內(nèi)的應(yīng)用情況來看,示范應(yīng)用場(chǎng)景主要包括用于新能源的并網(wǎng)發(fā)電、配電網(wǎng)的削峰填谷、分布式電源以及電能質(zhì)量改善等。目前這些項(xiàng)目還處于儲(chǔ)能系統(tǒng)功能驗(yàn)證的示范運(yùn)行階段。
根據(jù)已有研究及示范項(xiàng)目成果,國(guó)內(nèi)與國(guó)外相比,雖在儲(chǔ)能本體的原創(chuàng)技術(shù)上總體落后于國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家,但在儲(chǔ)能應(yīng)用技術(shù),特別是化學(xué)電池儲(chǔ)能示范應(yīng)用方面,處于國(guó)際先進(jìn)水平。
目前,儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展如火如荼,但一些關(guān)鍵技術(shù),仍有待進(jìn)一步發(fā)展。如在理論研究方面,需進(jìn)一步提升現(xiàn)有儲(chǔ)能本體技術(shù)水平,挖掘其技術(shù)潛力,逐步縮短與儲(chǔ)能應(yīng)用需求之間的差距;探索研究新型儲(chǔ)能技術(shù),關(guān)注發(fā)展前景好、技術(shù)潛力大、具有相對(duì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)的新一代儲(chǔ)能本體技術(shù)等。在工程應(yīng)用方面,探索多種儲(chǔ)能技術(shù)與多種能源類型的多元復(fù)合應(yīng)用,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ);對(duì)多種形態(tài)的儲(chǔ)能進(jìn)行統(tǒng)籌控制、協(xié)調(diào)調(diào)度及容量配置優(yōu)化;提升儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性和可靠性;優(yōu)化儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命管理;等等。相信在儲(chǔ)能技術(shù)基礎(chǔ)理論研究及電池儲(chǔ)能研發(fā)示范向商業(yè)化推廣以及規(guī)?;瘧?yīng)用領(lǐng)域,將涌現(xiàn)一大批優(yōu)秀成果。
原標(biāo)題:關(guān)于儲(chǔ)能的小知識(shí)