國家電網(wǎng)公司近期確定的智能電網(wǎng)重點(diǎn)投資領(lǐng)域中包括了大量?jī)?chǔ)能應(yīng)用領(lǐng)域，如發(fā)電領(lǐng)域的風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)項(xiàng)目，配電領(lǐng)域儲(chǔ)能技術(shù)，電動(dòng)汽車充放電技術(shù)等。無論是風(fēng)電還是太陽能發(fā)電，其自身都具有隨機(jī)性和間歇性特征，其裝機(jī)容量的快速增長(zhǎng)必對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全帶來不利影響，所以，必須要有可靠的儲(chǔ)能技術(shù)作為支撐和緩沖。先進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)能夠在很大程度上解決新能源發(fā)電的波動(dòng)性問題，使風(fēng)電及太陽能發(fā)電大規(guī)模的安全并入電網(wǎng)。
并網(wǎng)逆變器作為光伏電池與電網(wǎng)的接口裝置，將光伏電池的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能并傳輸?shù)诫娋W(wǎng)上，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。并網(wǎng)逆變器性能對(duì)于系統(tǒng)的效率、可靠性，系統(tǒng)的壽命及降低光伏發(fā)電成本至關(guān)重要。
儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有利于推進(jìn)風(fēng)電就地消納，在當(dāng)前產(chǎn)業(yè)梯度轉(zhuǎn)移的大背景下，可考慮在大型風(fēng)電基地附近布局供熱、高耗能產(chǎn)業(yè)，同時(shí)加快建立風(fēng)電場(chǎng)與這些大電力用戶和電力系統(tǒng)的協(xié)調(diào)運(yùn)行機(jī)制。國家電網(wǎng)近期確定的智能電網(wǎng)重點(diǎn)投資領(lǐng)域中包括了大量?jī)?chǔ)能應(yīng)用：發(fā)電領(lǐng)域如風(fēng)光并網(wǎng)及儲(chǔ)能項(xiàng)目，配電領(lǐng)域如儲(chǔ)能技術(shù)、電動(dòng)汽車充電和配電自動(dòng)化等。
根據(jù)國家關(guān)于新能源產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃，預(yù)計(jì)到2020年，國家將累計(jì)投資3萬億元大力發(fā)展可再生能源。屆時(shí)，我國可再生能源在全部能源消費(fèi)中將達(dá)到15%。按照市場(chǎng)普遍預(yù)期，2020年我國電力裝機(jī)達(dá)到1500GW，風(fēng)電占比10%，即150GW。配套儲(chǔ)能裝置的功率按照風(fēng)電裝機(jī)容量的15%計(jì)算，約為22.5GW。如果儲(chǔ)能裝置單位千瓦造價(jià)按照4000元/kW計(jì)算，至2020年的10年間，儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模約為900億元。
這是一筆龐大的投資，但這筆投資無論如何都得考慮其經(jīng)濟(jì)性。目前的鋰離子電池壽命一般為5年，攤薄至每年的投資接近400億元。倘若這個(gè)配備比例提高10個(gè)百分點(diǎn)，則攤薄至每年的投資將達(dá)到600億元，況且這還不算每年新增的風(fēng)電規(guī)模機(jī)組和其他可再生能源。
積極開發(fā)新能源和儲(chǔ)能技術(shù)，減少人類對(duì)化石能源的依賴，已成為業(yè)界和科技界研究的熱門課題。在可再生能源中，風(fēng)能和太陽能因來源豐富、取之不盡、用之不竭，并在利用過程中無環(huán)境污染或污染很小而特別引起關(guān)注，但風(fēng)能和太陽能存在間歇性、不穩(wěn)定性和不可控性等缺陷，為保證其供電的均衡性和連續(xù)性，儲(chǔ)能裝置成為風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵配套部件。因此，在利用太陽能和風(fēng)能的同時(shí)，必須重視儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)。近年來，特別是在《中華人民共和國可再生能源法》出臺(tái)之后，我國風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但大規(guī)模發(fā)展新能源仍存在技術(shù)瓶頸，主要是風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電的并網(wǎng)技術(shù)、發(fā)電的間歇性問題需要成熟的儲(chǔ)能技術(shù)加以解決。因此，在新能源裝機(jī)容量提升的同時(shí)，必須同步提升儲(chǔ)能容量，有效地改善其電能輸出質(zhì)量。
北京大學(xué)先進(jìn)電池技術(shù)研究所執(zhí)行所長(zhǎng)鄧楠先生表示，可再生能源的特點(diǎn)決定了這種能源要大規(guī)模的應(yīng)用必須依賴于智能電網(wǎng)和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，而我國在智能電網(wǎng)領(lǐng)域已經(jīng)取得了發(fā)展。
首先建立大容量電力儲(chǔ)能裝置對(duì)電網(wǎng)的合理使用能起“削峰填谷”作用，即通過儲(chǔ)存電網(wǎng)夜間用電低谷時(shí)充足的閑余電能，然后到白天用電高峰時(shí)反饋輸出平抑，這樣可大大提高發(fā)電設(shè)備的利用效率，為國家節(jié)約巨額投資。我們知道為應(yīng)對(duì)因城市發(fā)展出現(xiàn)的用電快速遞增而造成電網(wǎng)不堪負(fù)荷的狀況，電力系統(tǒng)每年都要新增大量投資用于為電網(wǎng)擴(kuò)充容量的基本建設(shè)，但實(shí)際利用率卻非常低。以上海2004年～2006年間統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為例，為解決全市每年約200小時(shí)的高峰用電負(fù)荷，僅對(duì)電網(wǎng)側(cè)的投資每年就超過200億元之多，而為此形成的輸配電能力的年平均利用率卻不到2%，造成了很大的浪費(fèi)。
其次大容量電力儲(chǔ)能裝置的建立和發(fā)展還對(duì)提高供電可靠性和電能質(zhì)量起了關(guān)鍵作用。我們知道隨著煤、石油等天然能源的日益枯竭和環(huán)境污染日趨惡化，極大地促進(jìn)了世界各國競(jìng)相開發(fā)新能源，其中最具代表性的風(fēng)能、太陽能等清潔能源發(fā)展極為迅速，但風(fēng)能和太陽能發(fā)電受季節(jié)、氣象和地域條件的影響，具有明顯的不連續(xù)、不穩(wěn)定性，發(fā)出的電力波動(dòng)較大，可調(diào)節(jié)性差。這給傳統(tǒng)電網(wǎng)帶來了不少的麻煩。經(jīng)測(cè)算，如果風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)占電網(wǎng)容量比例達(dá)20%以上，則電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運(yùn)行將面臨巨大挑戰(zhàn)，而電力儲(chǔ)能技術(shù)恰恰就是在很大程度上解決了風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的隨機(jī)性、間隙性和波動(dòng)性等問題，可以實(shí)現(xiàn)其發(fā)電的平滑輸出，并能有效調(diào)節(jié)因發(fā)電引起的電網(wǎng)相關(guān)參數(shù)波動(dòng)，使大規(guī)模風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電能方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。
綜上所述，大力發(fā)展電力儲(chǔ)能技術(shù)，為智能電網(wǎng)配套建設(shè)大規(guī)模高效儲(chǔ)能裝置，這既可以緩解發(fā)電與用電的時(shí)差矛盾，又可以解決風(fēng)能和太陽能等間歇式可再生能源發(fā)電直接并網(wǎng)對(duì)電網(wǎng)的沖擊，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量。很明顯電力儲(chǔ)能技術(shù)的重要性不容置疑。沒有電力儲(chǔ)能，智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是根本不可能的，并且隨著可再生能源發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展，電力儲(chǔ)能技術(shù)必將成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行必不可少的技術(shù)支撐，具有非常巨大的潛在市場(chǎng)。
當(dāng)然電力儲(chǔ)能現(xiàn)還存在著需要解決的這樣那樣問題，在技術(shù)上還有待于進(jìn)一步地完善和提高，尤其對(duì)儲(chǔ)能電池來說，其性能提高和成本降低將是影響儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最為關(guān)鍵因素。我們深信前途是光明的，道路是曲折的，只要我們堅(jiān)持不懈地去為之努力，電力儲(chǔ)能應(yīng)用的輝煌明天就一定會(huì)早日到來。
儲(chǔ)能技術(shù)任重道遠(yuǎn)
李俊峰表示，儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展目前有兩個(gè)方面可以著重推廣。一是電動(dòng)汽車，儲(chǔ)能電池在電動(dòng)汽車上的應(yīng)用，可能是我們提高質(zhì)量降低成本的一個(gè)重要途徑。二是我們的低成本大容量電源電池。國家電網(wǎng)在華北專門進(jìn)行了風(fēng)光儲(chǔ)各種電池技術(shù)的測(cè)試。但是現(xiàn)在看來遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，可能還要考慮一些更可靠的，更安全的儲(chǔ)能技術(shù)。同時(shí)還必須是低成本的，所以我們儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)在來看它是任重道遠(yuǎn)。
智能電網(wǎng)必然需要儲(chǔ)能系統(tǒng)來提高接納能力，抑制功率波動(dòng)。某電網(wǎng)的內(nèi)部人士告訴記者，發(fā)展智能電網(wǎng)，儲(chǔ)能方面的問題比較大。一是儲(chǔ)能容量有限。“調(diào)峰的時(shí)候處理用電量小的用戶，儲(chǔ)能容量還可以保證，但是給想調(diào)節(jié)用電大戶的供電，比如大型工業(yè)企業(yè)，就很難做到。”他還表示，在技術(shù)層面上還存在儲(chǔ)能效率方面的問題。“充電往往需要很長(zhǎng)時(shí)間，而充、放電的時(shí)間與應(yīng)急的要求也會(huì)存在矛盾。”
