中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：時(shí)光如流水，不等任何人。一不留神，平臺(tái)已經(jīng)存在一年了，激動(dòng)的在群里到處發(fā)紅包，為什么？引用《道德經(jīng)》的話說：道生一、一生二、二生三、三生萬物。用現(xiàn)在通俗的話講：好的開始是成功的一半。儲(chǔ)能市場(chǎng)里，我是一個(gè)耍著魯班牌斧頭的工匠，希望通過不同方式的叫賣，吸引行業(yè)內(nèi)外人士的關(guān)注。
這篇文章，我將對(duì)儲(chǔ)能本身做個(gè)知識(shí)性的歸納與總結(jié)。
儲(chǔ)能是個(gè)好行業(yè)，朝陽產(chǎn)業(yè)，是個(gè)需求呼喚產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)。儲(chǔ)能重在儲(chǔ)，它表征充裕和安全。農(nóng)村老家，家庭婦女樂于在廚房多存點(diǎn)干柴，可抵御刮風(fēng)下雨時(shí)的無柴可燒；城市里，極端天氣來臨之前，媳婦習(xí)慣多接一盆水，可預(yù)防突發(fā)停水而不至于無飯可做；辛苦工作的人偏愛把錢存入銀行，避免未來生活意外對(duì)家庭的沖擊……如此等等，都是儲(chǔ)存帶來的好處，電力也不例外。有了儲(chǔ)能，新能源可以自由并網(wǎng)，風(fēng)機(jī)可以隨意轉(zhuǎn)動(dòng)而不限電，微網(wǎng)系統(tǒng)讓社區(qū)更安全，智能電網(wǎng)不在流于概念，能源互聯(lián)將會(huì)輕松實(shí)現(xiàn)，有了儲(chǔ)能，我們更可以像在淘寶網(wǎng)上買衣服一樣購(gòu)買電能。儲(chǔ)能是新能源代替化石能源的關(guān)鍵一環(huán)，是能源利用方式變革的支點(diǎn)。
一、什么是儲(chǔ)能？什么是電力儲(chǔ)能？
定義是對(duì)概念的內(nèi)涵所做的簡(jiǎn)要而精準(zhǔn)的描述，甚至具有哲學(xué)的高度，一著不慎便淪為笑話，比如柏拉圖老師說“兩腿而無毛者即為人”，他的學(xué)生端給他一盤香辣烤雞，兩腿而無毛！大思想家尚且認(rèn)栽，何況我們。
什么是儲(chǔ)能？搜了不少資料，我本人認(rèn)同以下表述：從廣義上講，儲(chǔ)能即能量存儲(chǔ)，是指通過一種介質(zhì)或者設(shè)備，把一種能量形式用同一種或者轉(zhuǎn)換成另一種能量形式存儲(chǔ)起來，基于未來應(yīng)用需要以特定能量形式釋放出來的循環(huán)過程。從狹義上講，針對(duì)電能的存儲(chǔ)，儲(chǔ)能是指利用化學(xué)或者物理的方法將產(chǎn)生的能量存儲(chǔ)起來并在需要時(shí)釋放的一系列技術(shù)和措施。
二、為什么需要儲(chǔ)能？
儲(chǔ)能是戰(zhàn)略型產(chǎn)業(yè)，質(zhì)疑聲不斷，有人曾當(dāng)著我的面直接說儲(chǔ)能沒有前途滔滔不絕于耳十分鐘，他基于一個(gè)現(xiàn)象：中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不景氣，電網(wǎng)供應(yīng)已經(jīng)過剩，小電廠大量關(guān)閉，過剩時(shí)期電網(wǎng)沒必要把電儲(chǔ)存起來或者購(gòu)買來自儲(chǔ)能設(shè)備的電。這種思想有問題，這里掃盲一下，中國(guó)電力面臨的問題不是多與少而是結(jié)構(gòu)比例，比如降低火電比例，增加清潔能源發(fā)電比例。你一定很吃驚，中國(guó)目前70%以上的電力供應(yīng)來自燃煤，燃煤帶來的環(huán)境問題不必多講，只追加一個(gè)例子，在環(huán)保部形同虛設(shè)的日子里，不少電廠篡改數(shù)據(jù)，比如調(diào)節(jié)煙塵傳感器參數(shù)，調(diào)至合格區(qū)域內(nèi)，數(shù)據(jù)很漂亮，領(lǐng)導(dǎo)也不傻，通過與氣象衛(wèi)星云圖對(duì)比，原形畢露！現(xiàn)在環(huán)保部今非昔比，在南京即使有工廠偷排氣體，也能通過玫瑰圖準(zhǔn)確定位源頭。習(xí)大大G20杭州會(huì)上主動(dòng)向聯(lián)合國(guó)提交了中國(guó)人大《巴黎協(xié)定》批準(zhǔn)書，我要說，這表現(xiàn)出國(guó)家節(jié)能減排的決心，但是任務(wù)艱巨，比如中國(guó)承諾2020年新能源發(fā)電比例達(dá)到15%，2030年到20%，2016年快過完了，這個(gè)比例不到11%，可以預(yù)見未來幾年，中國(guó)還將有一大批的風(fēng)電和光伏項(xiàng)目要實(shí)施，除此之外，新能源汽車也是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的一個(gè)重要手段，個(gè)人感覺，我黨在減排方面的承諾還未落空過。但以上措施把傳統(tǒng)的大電網(wǎng)逼到了死胡同，電網(wǎng)遇到了致命的問題——波動(dòng)性。為了維穩(wěn)，我們棄掉了光伏、風(fēng)電甚至水電。目前困局在于，新能源并網(wǎng)無門，微網(wǎng)與分布式應(yīng)用鮮有突破，智能電網(wǎng)呼吁多年一直裹足不前，能源互聯(lián)更是掛在天邊的彩虹。美好的前景讓我們義無反顧，同時(shí)挑戰(zhàn)隨即迎面撲來，行業(yè)呼喚著儲(chǔ)能技術(shù)。
1、新能源的接入
新能源相對(duì)煤和石油等化石能源而言，包括風(fēng)電、光伏、水電、潮汐能等我就拿風(fēng)能和太陽能舉例。下面的餅狀圖是2015年世界各國(guó)新增裝機(jī)容量以及累計(jì)裝機(jī)容量的對(duì)比，紅色為中國(guó)數(shù)據(jù)，可謂占據(jù)半壁江山，風(fēng)電市場(chǎng)，中國(guó)說第二，別國(guó)不敢說第一，數(shù)據(jù)為證：15年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量432GW，中國(guó)總裝機(jī)為145.2GW，占世界的33.6%！再看15年新增裝機(jī)量，世界新增63GW，中國(guó)為30GW，占比高達(dá)48.4%；光伏市場(chǎng)更是舉世矚目，還是15年，全球累計(jì)裝機(jī)256GW，新增59GW，國(guó)內(nèi)15年累計(jì)裝機(jī)43GW，占比17%，新增17GW，占比29%，對(duì)比風(fēng)電的比例，可以看出，光伏還有很大發(fā)展空間。（數(shù)據(jù)來源于國(guó)外預(yù)測(cè)機(jī)構(gòu)）
對(duì)行業(yè)外的人來講，風(fēng)光發(fā)電越多，新能源占比越高，國(guó)家越清潔，然而波動(dòng)性的存在讓想法事與愿違。請(qǐng)看一張曲線對(duì)比（曲線來自哈佛Azziz教授的PPT），曲線顯示的是在3周時(shí)間內(nèi)風(fēng)電、光伏以及電網(wǎng)負(fù)荷變化情況。先說電網(wǎng)，像一個(gè)勤勞的古代農(nóng)民，日出而作，日落而息，耕田而食，鑿井而飲，規(guī)規(guī)矩矩，規(guī)規(guī)律律，老少無欺，十年如一日；其次是光伏負(fù)荷，屬于三心二意，心猿意馬型，雖有安分作息之形式，然身在曹營(yíng)心在漢，禁不住外界的紅塵紛擾，心中波濤起不停，高低敏迷，不知西東；最無奈是風(fēng)電，放蕩形骸、天馬行空之類，毫無規(guī)矩可言，更像是一個(gè)蔑視課堂的學(xué)生，想來就來，說走就走！假若火電、風(fēng)電和光伏是電網(wǎng)的三個(gè)兒子，不用想，受寵的是肯定是火同學(xué)，挨批的一定是光同學(xué)，挨揍的必然是風(fēng)同學(xué)！
如果缺少消納能力，過多的新能源將會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的影響，大了講，工廠的各種設(shè)備將會(huì)因?yàn)樨?fù)荷的頻發(fā)波動(dòng)而縮短壽命；小了講，負(fù)荷波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致家里的照明忽亮忽暗，有燒毀風(fēng)險(xiǎn)。這里我有過親身經(jīng)歷，在我小學(xué)四五年級(jí)的時(shí)候，家里通了電，看見燈泡的光亮，全家果斷甩掉了煤油燈，甚是高興，唯一困惑的是燈泡總是壞掉，我曾在半夜開燈，燈光超乎尋常的亮，刺眼的感覺現(xiàn)在還有印象，但緊接著啪一聲，燈絲燒斷，一片黑暗。所以有人問電力波動(dòng)有什么危害，我的第一印象就是燒燈泡。
電力有了波動(dòng)怎么辦？我們可以有以下幾種辦法：
（1）棄之不用，對(duì)新能源電力并網(wǎng)亮紅燈，這是一種電網(wǎng)無能為力的體現(xiàn)勞民傷財(cái)；
（2）上更大規(guī)模的火電，增大基數(shù)，相對(duì)降低新能源比例；
（3）加大電力外送，將本地用不完的負(fù)荷通過特高壓輸送到需求地區(qū)，把問題打包轉(zhuǎn)移，到人民最需要的地方去；
（4）智能管理，電網(wǎng)對(duì)電力用戶進(jìn)行實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)與預(yù)測(cè)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行時(shí)間短，以應(yīng)對(duì)電網(wǎng)波動(dòng)，有稱之為電網(wǎng)智能化，比如德國(guó)，利用強(qiáng)大的電網(wǎng)調(diào)度功能，可保證30%的新能源電力自由上網(wǎng)，奇跡；
（5）增加儲(chǔ)能，通過削峰填谷或調(diào)峰手段，實(shí)現(xiàn)新能源電力的穩(wěn)定輸出。
方法（1）丟車保帥，采用丟棄來實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)穩(wěn)定，無奈事實(shí)已經(jīng)發(fā)生，毫不夸張，三北地區(qū)平均每三塊光伏板有一塊不給發(fā)電，每?jī)膳_(tái)風(fēng)機(jī)有一臺(tái)停歇。趴的都是固定資產(chǎn)，我負(fù)責(zé)過一些資產(chǎn)管理，清楚每年折舊的價(jià)值有多高。方法（2）是掩耳盜鈴，自欺欺人，如此操作理論上消納了更多的新能源，實(shí)際卻大幅增加了煤炭發(fā)電量，能源結(jié)構(gòu)非但不會(huì)優(yōu)化，反而會(huì)惡化，筆者只能評(píng)價(jià)為別有用心，遺憾的是，專家學(xué)者集體啞火，火電如火如荼，我不禁想起武漢東湖剛炸掉的變形金剛大樓，存活16年，理由是破壞東湖風(fēng)貌，大樓的設(shè)計(jì)者是一名院士，設(shè)計(jì)之初就心知肚明，為什么還能蓋起來？其中的原因類似。方法（3）是權(quán)宜之計(jì)，擊鼓傳花似的做法無益于問題解決。方法（4）是緩兵之計(jì)，誰都知道這個(gè)做法一定會(huì)碰到飽和點(diǎn)，但做了總比不做好，它時(shí)刻考驗(yàn)著調(diào)度者的智慧。方法（5）可徹底解決波動(dòng)性，儲(chǔ)能好比一個(gè)大水缸，只要缸內(nèi)有水，上部進(jìn)水量的波動(dòng)不影響下部出水流量的穩(wěn)定性，波動(dòng)問題徹底解決。
2、微網(wǎng)與分布式能源
中國(guó)人獨(dú)愛“大”字，老子說：“道大天大地大人亦大”，劉邦回農(nóng)村老家時(shí)唱“大風(fēng)起兮云飛揚(yáng)”，王維詩(shī)句“大漠孤煙直，長(zhǎng)河落日?qǐng)A”，教科書講我國(guó)地大物博。中國(guó)電網(wǎng)也不例外，可謂“天網(wǎng)恢恢”。然而，要想做到疏而不漏，還需要微網(wǎng)來輔助。
微網(wǎng)概念并非憑空想象，而是來源于實(shí)際需求。電網(wǎng)雖然很發(fā)達(dá)，一旦發(fā)生故障，用戶會(huì)立刻面臨無電可用的境界，特別是在地震，海嘯，山體滑坡等區(qū)域性自然災(zāi)害之后，主干線故障之后，災(zāi)區(qū)瞬間與世隔絕，電視不能看、電話撥不出、手機(jī)沒信號(hào)，幾乎與世隔絕。這種災(zāi)難在日本很頻繁，島國(guó)感受最深，他們對(duì)微網(wǎng)的研究或投入很早很積極。在我老家，電力供給嚴(yán)重不足，拉閘限電時(shí)有發(fā)生，有兩年春節(jié)大年夜居然停電，看不成春晚，這讓我很是郁悶。走在發(fā)達(dá)的城市路上，常常思考解決之道，以至于在接觸微網(wǎng)這個(gè)概念時(shí)，有種相識(shí)已久的感覺。
怎么理解微網(wǎng)？它有什么特點(diǎn)？
簡(jiǎn)單說就是電源和負(fù)載組成的一個(gè)系統(tǒng)。比如出門在外，我們習(xí)慣為手機(jī)配上一枚充電寶，插上數(shù)據(jù)線為手機(jī)充電時(shí)，可以認(rèn)為這是一個(gè)袖珍的微網(wǎng)，有電源有負(fù)載；家庭配置一套電池系統(tǒng)，在停電時(shí)開啟，確保家電運(yùn)行，如果你家有足夠的屋頂，配上光伏板，組成戶用光儲(chǔ)系統(tǒng)，這也是一種微網(wǎng)形式；以此類推，范圍逐步擴(kuò)大，負(fù)荷逐漸提升，從小區(qū)到社區(qū)，電源接入類型有外電網(wǎng)、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等。只要容量不高于50MW，都可以稱作微網(wǎng)系統(tǒng)。
微網(wǎng)的特點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
（1）靈活：相對(duì)于大電網(wǎng)，微網(wǎng)可以自由靈活調(diào)度；
（2）多樣：可以接入不同類型的電源，可大大提高新能源的接入。
（3）可控：可實(shí)現(xiàn)各類電力的切換，大大提高用電安全性和可靠性。
（4）交互：微網(wǎng)可根據(jù)需求，為大電網(wǎng)提供有效的支撐，用電低谷時(shí)儲(chǔ)存電網(wǎng)電能，高峰時(shí)釋放釋放電能。
（5）獨(dú)立：無外部電能供給的一段時(shí)間內(nèi)，微網(wǎng)系統(tǒng)可保障內(nèi)部的穩(wěn)定供應(yīng)。
這里必須強(qiáng)調(diào)一下，微網(wǎng)的核心和瓶頸是儲(chǔ)能，沒有儲(chǔ)能，微網(wǎng)無從談起我的老東家國(guó)電南自2010年左右就成立了微網(wǎng)事業(yè)部，與之配套的有新能源科技，南自電網(wǎng)，綜合監(jiān)控等眾多部門，最終沒能有所作為，就是因?yàn)閮?chǔ)能沒到位，不止南自，國(guó)內(nèi)外做微網(wǎng)的不在少數(shù)，儲(chǔ)能的技術(shù)成熟度和經(jīng)濟(jì)性是阻礙微網(wǎng)的關(guān)鍵因素。
3、智能電網(wǎng)
智能電網(wǎng)的實(shí)施主體是電網(wǎng)本身，目的是應(yīng)對(duì)極不平衡的電力需求，減少過度投入。以上海為例，為解決每年夏季用電高峰期的供電需求，電網(wǎng)公司花了幾百億元進(jìn)行升級(jí)改造，回頭一看，這個(gè)高峰時(shí)段僅有幾十個(gè)小時(shí)，怎么算都覺得不值得，基于此，專家們想到了智能電網(wǎng)，通過對(duì)發(fā)電企業(yè)以及用電端大數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)與分析，制定合理的邏輯，實(shí)現(xiàn)用電負(fù)荷與發(fā)電負(fù)荷之間的平衡錯(cuò)峰作業(yè)，降低用電高峰期電力負(fù)荷等等。目前江蘇在推行戶用智能電表，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各家各戶用電規(guī)律，調(diào)節(jié)電力供應(yīng)。
這里也碰到一個(gè)癥結(jié)：用戶用電的波動(dòng)性和隨機(jī)性很大，可謂變幻無常，然而常規(guī)電廠的運(yùn)行時(shí)以穩(wěn)定性著稱的，穩(wěn)定意味著高效率，常規(guī)電廠啟停麻煩，比如啟動(dòng)一座燃煤機(jī)組至少需要48小時(shí)，花費(fèi)成百上千萬都有可能。再比如，國(guó)家目前推行的新能源汽車政策來算，預(yù)計(jì)2020年不低于500萬輛，平均重點(diǎn)功率10kw，則充電負(fù)荷將會(huì)在0-50GW之間隨機(jī)變化，面對(duì)波動(dòng)的新能源與隨機(jī)的負(fù)荷需求，常規(guī)電站無所適從，必須上儲(chǔ)能，否則亂作一團(tuán)。目前國(guó)內(nèi)外所用的儲(chǔ)能形式為抽水儲(chǔ)能，效果很好。但不是每種牛奶都叫特侖蘇，不是每座山都可以建抽水電站，選址苛刻，投資成本高，建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)，靈活性差。抽水蓄能可謂是儲(chǔ)能界的大白，在別的儲(chǔ)能產(chǎn)品還未成型之前，它是全世界電網(wǎng)調(diào)節(jié)負(fù)荷的依靠。
4、能源互聯(lián)
個(gè)人認(rèn)為，能源互聯(lián)是智能電網(wǎng)的高級(jí)階段和終極目標(biāo)，是互聯(lián)網(wǎng)+能源的重要形式，一提到互聯(lián)網(wǎng)，媳婦的第一反應(yīng)是買買買，能源互聯(lián)就是要把能源當(dāng)做商品在網(wǎng)上叫賣，由獨(dú)立的售電主體直接與用戶進(jìn)行交易，用戶可根據(jù)需求購(gòu)買，比如居家型主婦會(huì)挑選便宜的電能，環(huán)保觀念強(qiáng)的會(huì)購(gòu)買新能源電能，更有甚者，你可以通過購(gòu)買鄰居家富余的電力來加深鄰里關(guān)系。能源互聯(lián)是一種直面客戶的互聯(lián)網(wǎng)關(guān)系，是能源利用方式的變革，需要強(qiáng)大而完善的儲(chǔ)能技術(shù)做支撐。
