隨著新能源的日益普及，以及電網(wǎng)調(diào)峰、提高電網(wǎng)可靠性和改善電能質(zhì)量的迫切需求，電力儲能系統(tǒng)的重要性日益凸顯。美國從政策法規(guī)、技術研發(fā)、示范工程等方面大力支持電力儲能發(fā)展，本文介紹了其相關經(jīng)驗，并提出了對我國的借鑒意義。
一、制定政策法規(guī)，啟動儲能市場
美國政府對儲能行業(yè)的政策支持力度較大，已將儲能技術定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術，相關的法案、計劃、投資和補貼政策不斷出臺。在良好的形勢下，美國儲能市場一直穩(wěn)步增長，在2010年達到6億美元，預計未來每年平均增長26.6%，到2015年將接近20億美元。
2010儲能修訂法案（S.3617）
2010年7月20日，一項儲能法案提交到美國參議院，該項法案是對2009年儲能法案的修訂，提供了各種類型的補貼政策。根據(jù)該法案，美國對大容量儲能設備（額定容量至少1000千瓦并維持1小時）將提供20%的投資稅收抵免，對應用于家庭、工廠、商業(yè)中心的分布式可再生能源的儲能設備提供30%的投資稅收抵免。用于插電式混合動力汽車的儲能設備（能夠應用于智能電網(wǎng)，控制時間充放電）也可享受30%的投資稅收抵免。符合條件的儲能設備需要有至少80%的儲能效率。
2010加州儲能法案（AB 2514）
加州儲能法案規(guī)定了兩期儲能目標以及完成時間，其要求加州公用事業(yè)委員會在2012年3月1日之前啟動制定私營電力公司兩期儲能目標的程序，并且在2013年10月1日之前發(fā)布這兩項目標。同時規(guī)定，私營電力公司到2015年12月3日必須實現(xiàn)第一期目標，到2020年12月31日必須實現(xiàn)第二期目標。同時，給予所有地方公共電力公司一年的寬限期，將在2014年10月1日前確定第一個目標，并且必須在2016年12月31日之前實現(xiàn)這一目標，第二期目標必須在2021年12月31日之前實現(xiàn)。這項法案不包括加州范圍內(nèi)擁有客戶數(shù)低于60000個的電力公司。該法案將提供110萬美元用于建立儲能監(jiān)管機制，通過監(jiān)管采購程序、評價成本效益、監(jiān)察儲能技術對納稅人的影響等，來促進實現(xiàn)兩期目標。
其他政策
在奧巴馬頒布的新能源政策中要求所有新能源項目必須配備儲能技術方案。在美國“電網(wǎng)2030”計劃中，大容量儲能技術列為優(yōu)先級最高的目標技術。此外，美國為儲能發(fā)展提供了很大的資金支持。2009年上半年，美國政府撥款20億美元用于支持包括大規(guī)模儲能在內(nèi)的電池技術研發(fā)。2009年8月5日，撥款24億美元支持電動汽車的發(fā)展，其中就有一部分經(jīng)費用于車用動力儲能電池的開發(fā)。同年10月27日，在美國能源部制定的關于智能電網(wǎng)資助計劃中，安排的儲能技術項目超過了其他所有項目，達19個，資金支持力度也最大。同年11月，美國能源部又撥款2億美元支持規(guī)?；瘍δ芗夹g的研發(fā)。2010年7月，美國能源部再次撥款2765萬美元用于電網(wǎng)儲能計劃。
二、加強技術研發(fā)，開展示范工程
電力儲能的發(fā)展離不開政府部門、能源企業(yè)、研究機構(gòu)等多方的積極參與，通過試點項目、研究報告等方式深入推進儲能技術的研究、試驗和商業(yè)化示范。美國能源部（DOE）、美國可再生能源實驗室（NREL）以及派克研究（Pike Research）等定期推出儲能方面的研究報告，如DOE的年度儲能研發(fā)進展報告、Pike公司的儲能系統(tǒng)輔助服務報告等。這些對儲能技術基礎研究的投入，使得美國能夠在儲能領域提出問題并解決問題，不斷審視發(fā)展情況，進行技術儲備。同時，在研究的基礎上，美國大力開展多種類型的示范項目，儲能技術呈多元化發(fā)展格局，加快了儲能進入實際應用的步伐。
1.電池儲能技術
在新能源并網(wǎng)中的應用
大規(guī)模風電、太陽能發(fā)電等間歇性新能源的發(fā)展，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行構(gòu)成了嚴峻挑戰(zhàn)，而發(fā)展大規(guī)模儲能技術是有效應對這一挑戰(zhàn)的解決方案。
在美國，佛羅里達州建造了2*5kW*4h全釩液流電池儲能系統(tǒng)，用于光伏并網(wǎng)發(fā)電，該系統(tǒng)于2007年投入運行，對于平滑輸出和儲能發(fā)揮了重要作用。
在分布式能源中的應用
電力儲能技術在分布式發(fā)電中起著重要作用，可以提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，保證區(qū)域（微）型電網(wǎng)的平衡供需。隨著并網(wǎng)的分布式能源系統(tǒng)越多，對電網(wǎng)的沖擊越大，因此需要開發(fā)和建設配套的儲能系統(tǒng)來保證發(fā)電和供電的連續(xù)和平穩(wěn)。
目前，離網(wǎng)式分布式能源主要應用電池儲能，例如，美國AEP公司將于2010年建成以鋰離子電池進行儲能的3MW社區(qū)儲能系統(tǒng)（CES），該儲能系統(tǒng)主要是用于社區(qū)分布式能源。
在“削峰填谷”中的應用
電力系統(tǒng)引入儲能技術后，可以有效地實現(xiàn)需求側(cè)管理，消除晝夜間峰谷差，平滑負荷，而且可以更有效地利用電力設備，降低供電成本，滿足安全穩(wěn)定運行的要求。
在美國，夏威夷毛伊島安裝了一個1.5萬千瓦的儲能電池系統(tǒng)，和從瓦胡島風電場購買的電力配套運行。該風電場裝機容量為3萬千瓦，計算機將保持電池在一天中的大多數(shù)時間處于半充電狀態(tài)。如果風力驟然增強或減弱，電池將平穩(wěn)電流。該儲能裝置的成功之處在于其擁有頻率調(diào)節(jié)功能。電池系統(tǒng)可以在電價較低時儲存電力，而在電價較高時送出電力。該電池系統(tǒng)可以容納1萬千瓦時的電量，相當于一個3萬千瓦的風電場滿負荷運行20分鐘產(chǎn)生的電力。
在電能質(zhì)量管理方面的應用
在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，用戶對供電質(zhì)量的要求越來越高，儲能系統(tǒng)可以提高電能質(zhì)量，增強系統(tǒng)的供電可靠性。美國在這項應用上有很多成功的經(jīng)驗。
在阿拉斯加費爾班克斯市有一個重達1400噸的鎳鎘電池儲能系統(tǒng)，占地面積相當于一個足球場，可以滿足4萬千瓦的電力需求。該系統(tǒng)已安裝兩年，避免了81次停電事故。2010年3月，美國德克薩斯州安裝了由80個電池模塊組成的容量為4MW的鈉硫電池儲能系統(tǒng)，可以持續(xù)供電8小時。
2.其他形式的儲能技術
美國使用的另外一種儲能技術是抽水蓄能。目前，效率最高的儲能形式當屬抽水蓄能電站，其效率在70%到85%之間。加州最大的抽水蓄能設施之一是海爾姆斯（Helms）抽水蓄能設施。該設施通過發(fā)電模式可產(chǎn)生120萬千瓦的電力，通過泵送模式可產(chǎn)生93萬千瓦的電力。太平洋燃氣與電力公司（PG&E）在加州東部莫凱勒米河（Mokelumne River）建設40萬千瓦到120萬千瓦的抽水蓄能電站進行可行性研究，該項目將有助于應對日益增長的太陽能和風能發(fā)電。
此外，美國還使用其他方法儲存電力。紐約州的一家電力公司建設一座由200個飛輪組成的電力儲存裝置。每個飛輪上方安裝一種可交替作為發(fā)電機或電動機使用的裝置，能夠在飛輪里儲存或獲取能量。美國能源部為兩個壓縮空氣儲能項目提供資金支持，其中一個是為紐約州北部耗資1.25億美元的15萬千瓦的項目提供3000萬美元支持，另一個是為北加州耗資3.5億美元的30萬千瓦的項目提供2500萬美元支持。這兩個項目都在負荷低谷時段儲存電力，并在負荷高峰時段送出電力。
四、對我國的啟示
我國“十二五”期間將重點支持新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，在能源行業(yè)，新興產(chǎn)業(yè)涉及風能、太陽能等新能源的開發(fā)利用，以及智能電網(wǎng)、分布式能源、車用新能源等技術的產(chǎn)業(yè)化應用。這些新興產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模推廣和應用，都需要依靠高效、綠色的儲能技術和產(chǎn)品。結(jié)合美國儲能的發(fā)展經(jīng)驗，我國有幾點值得借鑒。一是加強儲能規(guī)劃和激勵性政策。我國新能源的快速發(fā)展沒有配套的儲能規(guī)劃，而且與電網(wǎng)、電源脫節(jié)。在新近確定的七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，提出要加強新能源并網(wǎng)及儲能，還需給予更多這樣的政策激勵，出臺財政補貼政策、嚴格的技術標準和管理規(guī)范，驅(qū)動儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展；二是積極開展儲能技術示范項目。我國儲能行業(yè)起步比較晚，技術還不成熟，隨著可再生能源的普及應用、電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及智能電網(wǎng)的建設，及時掌握儲能技術發(fā)展的最新信息和數(shù)據(jù)，加大儲能研發(fā)和應用示范力度，突破關鍵技術，拓寬應用領域；三是建立儲能產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本。目前儲能技術和產(chǎn)品成本偏高，這有可能使浪費能源比儲能更經(jīng)濟，需要建立儲能產(chǎn)業(yè)鏈，推動儲能行業(yè)健康快速發(fā)展，從而實現(xiàn)我國新能源振興和落實節(jié)能減排國策。
