眾所周知，風(fēng)力發(fā)電和太陽能光伏發(fā)電是一種間斷性的，不穩(wěn)定的電源，上網(wǎng)遇到很多困難，特別是在風(fēng)光資源豐富的三北地區(qū)（東北、西北、華北）上網(wǎng)問題尤為突出。大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為：不穩(wěn)定電源超過電網(wǎng)輸電能力的15%時(shí)，可能威脅電網(wǎng)安全，特高壓輸電建設(shè)并不能解決全部問題。如何將暫時(shí)不能上網(wǎng)的多余電量儲(chǔ)備起來，最優(yōu)的辦法是建設(shè)儲(chǔ)能電站，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、電一體化。
儲(chǔ)能電站，顧名思義即將電能暫存起來，儲(chǔ)能方式可分為物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。物理儲(chǔ)能主要形式很多，抽水蓄能電站是最成熟的，即將多余電量轉(zhuǎn)化成水的勢能（抽水至某一高度）儲(chǔ)備起來，待電網(wǎng)需要時(shí)再輸送出去。但在調(diào)度上很復(fù)雜，使本來已經(jīng)沒有利潤的抽水蓄能電站由于接受了價(jià)格更高的風(fēng)、光電量而難以承受。同時(shí)受地理位置的限制，不是所有風(fēng)、光電站附近都可以建設(shè)抽水蓄能電站。如何使風(fēng)、光——抽水蓄能聯(lián)動(dòng)是一個(gè)有待破解的難題。
人們還試圖用其他的物理方法解決儲(chǔ)能的問題。如壓縮空氣儲(chǔ)能，將多余的電能通過壓縮空氣儲(chǔ)起來，待用電高峰時(shí)將高壓空氣釋放至燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，可節(jié)約燃料約三分之二以上。美、德正在研究第三代壓氣儲(chǔ)能電站，可以做到極少量天然氣助燃。這種儲(chǔ)能方式的關(guān)鍵是壓縮空氣的儲(chǔ)存空間，儲(chǔ)氣罐造價(jià)太高，選擇一個(gè)堅(jiān)固的地質(zhì)空間成為關(guān)鍵，在美國大型儲(chǔ)能電站多利用廢舊巖洞，小型儲(chǔ)能電站亦可利用儲(chǔ)氣罐。這種儲(chǔ)能方式比抽水儲(chǔ)能更為方便，但仍然要消耗一定的化石能源，特別適于暫時(shí)不能上網(wǎng)的風(fēng)力發(fā)電廠。上個(gè)世紀(jì)美國、德國建成多處儲(chǔ)能電站。其他的物理儲(chǔ)能方法如飛輪儲(chǔ)能等均在實(shí)驗(yàn)中。
所謂化學(xué)儲(chǔ)能就是通過化學(xué)反應(yīng)，使不穩(wěn)定的電能或暫時(shí)不用（不能用）的電能變成穩(wěn)定的化學(xué)能電池暫存起來，需要時(shí)再均勻地輸送上網(wǎng)。化學(xué)儲(chǔ)能可以在電網(wǎng)上應(yīng)用，多數(shù)用于交通運(yùn)輸和通訊行業(yè)。過去常見的是鉛酸儲(chǔ)電池，由于其壽命短、對廢棄能環(huán)境污染等因素遠(yuǎn)期不看好，但由于它的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)成熟性和安全性較好，鉛酸電池儲(chǔ)能在市場仍占有一定份額。
當(dāng)前，人們在研發(fā)鉀離子電池技術(shù)進(jìn)步很快，并已在汽車運(yùn)輸業(yè)上試用。在國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)也分別建設(shè)了演示性鋰離子儲(chǔ)能電站應(yīng)用于兆瓦級風(fēng)電和汽車充電站。鋰離子儲(chǔ)能電池壽命長，安全性好，儲(chǔ)能密度高，可充放電上萬次，模塊式組合，規(guī)模可大可小。制約其發(fā)展關(guān)鍵是成本較高，使用貴金屬較多，維護(hù)不便。近來，人們不斷尋求新的化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，以大連化學(xué)物理研究所研發(fā)的全釩液流電池已在“光——儲(chǔ)”，“風(fēng)光——儲(chǔ)”試用，日本住友電工在北海道36兆瓦風(fēng)場，建造了34兆瓦/6兆瓦時(shí)全釩液流電池系統(tǒng)，已應(yīng)用3年，充放電27萬次，對于平滑電網(wǎng)發(fā)揮了重要作用。目前液流儲(chǔ)能電池的能量密度還不及鋰離電池，需要進(jìn)一步提高性能，但成本相對低一些。
無論是物理儲(chǔ)能，還是化學(xué)儲(chǔ)能，對發(fā)展智能電網(wǎng)，對可再生能源的兼容有重要作用，同時(shí)作為智能電網(wǎng)的橋梁和紐帶，也是建設(shè)智能電網(wǎng)的重要內(nèi)容。儲(chǔ)能電站可以設(shè)在輸電站，也可以設(shè)在配電端或終端，可以是固定式的，也可以是移動(dòng)式的（如汽車充電站），大至幾百兆瓦，小至幾十瓦（儲(chǔ)能電池），用途很廣，市場前景可觀，目前國內(nèi)已有百家企業(yè)在生產(chǎn)，但都是低端小型產(chǎn)品，大容量的儲(chǔ)能電站國內(nèi)還處于研發(fā)階段。筆者了解到，美國早在20年前已經(jīng)建成32萬千瓦的壓氣儲(chǔ)能電站（加州），正在籌建270萬千瓦的第三代儲(chǔ)能電站（弗州）可為參照。
三峽集團(tuán)公司作為全國最大的清潔能源集團(tuán)，特別是針對風(fēng)電、太陽能光伏電站和其他可再生能源的發(fā)展，不論上網(wǎng)輸電還是分布式供電，都繞不開儲(chǔ)能問題。當(dāng)然，國內(nèi)外很多學(xué)者對大規(guī)模建設(shè)儲(chǔ)能電站還有各種質(zhì)疑，但重視此項(xiàng)新產(chǎn)業(yè)的研發(fā)，通過與科研單位和院校聯(lián)合，搶占這一新興產(chǎn)業(yè)的“科技高地”應(yīng)該成為選項(xiàng)之一。（作者系中國三峽集團(tuán)高級咨詢）
