一、有人會問，中國式電力能源困擾嚴(yán)重嗎？回答是肯定的。
隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的快速增長，對白天“峰電”的需求越來越高，全國大面積“缺電趨勢”也越來越嚴(yán)重。由此帶來我國電力產(chǎn)業(yè)的連鎖病態(tài)反應(yīng)。
關(guān)于病態(tài)困惑
反應(yīng)一 “峰谷差” 越來越大。“極端冷熱氣候”及“世界工廠”兩個因素，導(dǎo)致我國對電力供應(yīng)需求陡增的同時(shí)，也為“峰谷差”的加大埋下了伏筆。據(jù)報(bào)導(dǎo)，近幾年我國的“峰谷差”徘徊在38%-48%之間。“峰谷差”可比喻人得了高血壓病，收縮壓與舒張壓之間壓差越來越大。
反應(yīng)二 夜間“谷電”浪費(fèi)越來越大。2010年我國平均每天發(fā)電114億千瓦。2011年7月26日，全國日發(fā)電量首次突破150億千萬。為方便計(jì)算理解，保守評估我國的“峰電平均負(fù)荷”為100億千萬。如果我們?nèi)?ldquo;峰谷差”38%-48%的中間值43%，那就意味著，我國每天約有43億千瓦的“谷電無效負(fù)荷”電能白白流掉，相當(dāng)于三峽18天發(fā)電量（2010年，三峽平均每天發(fā)電2.3億千瓦時(shí)）?；蛘咧v，我國電網(wǎng)運(yùn)行20天累積浪費(fèi)的“谷電無效負(fù)荷”電能，相當(dāng)于三峽一年的發(fā)電量。這是一個令人無比震驚的數(shù)據(jù)。“谷電無效負(fù)荷”可比喻人得了拉肚子病，進(jìn)到肚子的營養(yǎng)沒有被吸收就“瀉掉”了。
反應(yīng)三 “峰谷差”越來越大對電網(wǎng)的“安全”及“電能質(zhì)量”負(fù)面影響也越來越大?？杀扔魅说难獕翰▌哟髮θ私】档呢?fù)面影響。
關(guān)于治病困惑
反應(yīng)四 治療以上病態(tài)的處方是——在國家總發(fā)電裝機(jī)容量中，安排30%的電力板塊扮演調(diào)峰角色。據(jù)有關(guān)專家講，實(shí)際我國調(diào)峰板塊欠賬八成左右。可比喻人的“高血壓病”和“拉肚子病”到了需要抓緊治療的時(shí)候了。
關(guān)于成本困惑
以上由“因果關(guān)系”造成的病態(tài)連鎖反應(yīng)，是由“峰谷差”概念引申出“儲能調(diào)峰”命題。在此，首先提請大家注意“大規(guī)模調(diào)峰”概念。因?yàn)?，作?ldquo;大規(guī)模調(diào)峰”電源來說需要夠資格：資格一，自身或者通過移動，能夠設(shè)置在電網(wǎng)某一區(qū)域“負(fù)荷中心”的一定半徑內(nèi)（超出范圍則調(diào)峰功效大打折扣）；資格二，要有一定的“大規(guī)模”電容量，才能匹配“被調(diào)峰的電網(wǎng)”。
美國電力儲能協(xié)會負(fù)責(zé)人近期說：雖然在過去的幾年內(nèi)，國際上儲能技術(shù)成本已經(jīng)得到了顯著下降，但總體看來，離商業(yè)化要求依然有很長的距離。美國目前每千瓦的儲能成本依然高達(dá)1211美元，但我們可接受的目標(biāo)是400美元。
從近半個世紀(jì)電力技術(shù)發(fā)展歷史來看，科學(xué)家一直在尋找 “把谷電大規(guī)模儲存起來實(shí)施經(jīng)濟(jì)、有效調(diào)峰” 的解決方案，但“物理儲能方式”往往被“資格一”約束而不能扮演“大規(guī)模調(diào)峰”的角色；而“化學(xué)儲能方式”始終被“資格二”約束而不能扮演“大規(guī)模調(diào)峰”的角色。前者屬于“地理資源客觀性質(zhì)障礙”幾乎不可逾越；后者屬于“技術(shù)水平主觀性障礙”有可能逾越。既然如此，科學(xué)家們就把“化學(xué)儲能方式”作為主要的攻克對象。于是，全世界的相關(guān)科學(xué)家們始終在不懈的追逐這一目標(biāo)，但始終與“山頭”還有一定的距離。原因就是四個字：成本障礙。
因此，我國“調(diào)峰板塊”欠賬引起電網(wǎng)“峰谷差越來越大”并引起“夜間谷電浪費(fèi)越來越大”的程度在不斷在加大，到了需要深度治療的時(shí)候了。為了擺脫人類困擾，為了拯救“谷電”，不論什么性質(zhì)的“儲能障礙”都不會阻擋科學(xué)家的探索步伐。
二、有人會問，利用“儲能調(diào)峰板塊”處方治療“病態(tài)峰谷差”后的效果是什么？回答是：提高電網(wǎng)“電能質(zhì)量”！
“峰谷差”是什么？
“峰谷差” 也稱為“峰谷差率”、“負(fù)載率” 。主要反映電網(wǎng)最大負(fù)荷與最小負(fù)荷之間的關(guān)系。具體算式是：峰谷差=（峰電負(fù)荷—谷電負(fù)荷）/ 峰電負(fù)荷 。結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表達(dá)。百分?jǐn)?shù)越大意味“峰谷差”病態(tài)越嚴(yán)重。
電能質(zhì)量是什么？
通過公用電網(wǎng)供給用戶端的電力產(chǎn)品的品質(zhì)。
“病態(tài)峰谷差”對“電能質(zhì)量”負(fù)面影響是什么？
“電力產(chǎn)品”不能儲存，以光的速度傳送到各個負(fù)載，不斷保持“電力五恒狀態(tài)”（恒壓、恒流、恒頻、恒波、恒相）為社會提供電能服務(wù)。當(dāng)然，“電力五恒狀態(tài)”只是個理想目標(biāo)，實(shí)踐運(yùn)行當(dāng)中，由于系統(tǒng)中的阻抗負(fù)荷、容抗負(fù)荷、感抗負(fù)荷性質(zhì)不一且多變，加之調(diào)控手段有限，這種理想的狀態(tài)并不存在，五個要素的狀態(tài)始終在波動。
當(dāng)電網(wǎng)峰電與谷電的差值越大，電網(wǎng)“電力五恒狀態(tài)”波動就越大，電網(wǎng)調(diào)整的能力就越困難，進(jìn)而對供電側(cè)、用戶側(cè)不同設(shè)備的負(fù)面影響也越大。
當(dāng)電網(wǎng)兩側(cè)之間林林總總不同性質(zhì)負(fù)載的相互影響，就容易進(jìn)一步反饋積累，導(dǎo)致電網(wǎng)出現(xiàn)諸如電磁瞬態(tài)沖擊振蕩、短時(shí)電壓變動、長期電壓變動、電壓不平衡、電波畸形、直流偏移、諧波、間諧波、陷 波、噪聲、工頻 變化等異?，F(xiàn)象。由此，對一些敏感用電客戶影響很大。比如，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、微電子技術(shù)控制的自動化生產(chǎn)流水線、新興的IT產(chǎn)業(yè)、微電子芯片制造等企業(yè)，對電能質(zhì)量的要求和敏感程度比一般電力設(shè)備要高得多。因此，任何暫態(tài)和瞬態(tài)的電能質(zhì)量問題，都可能造成設(shè)備的損壞或運(yùn)行異常，影響正常的生產(chǎn)，給用戶造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。又比如，由于“短時(shí)失電”后又重合閘，致使電壓突然跌到零或接近零。電壓中斷將致使一些用戶生產(chǎn)停頓，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失或產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。又比如，高爐停電超過30分鐘，鐵水就要凝固，造成爐體報(bào)廢，引起重大損失。例如，突然發(fā)生的停電更會威脅人身安全：煤礦礦井突然停電時(shí)，使風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)，井下風(fēng)量不足，空氣中瓦斯氣體含量過高，引起窒息的人身事故。
造成以上林林總總令人生僻難解的故障的主要原因就是五個字：病態(tài)峰谷差。
“儲能調(diào)峰板塊”是如何 降低“峰谷差”的？
根據(jù)： 峰谷差=（峰電負(fù)荷—谷電負(fù)荷）/ 峰電負(fù)荷 。假設(shè)，儲能調(diào)峰之前，峰電負(fù)荷為100千瓦，谷電負(fù)荷為50千瓦，那么“峰谷差”就是50% ； 儲能調(diào)峰之后，“儲能電源”儲存了谷電負(fù)荷時(shí)段的30千瓦，然后在峰電時(shí)段上網(wǎng)，“峰谷差”就會降低為20% 。
綜上所述，“電能質(zhì)量”不佳會對用戶側(cè)造成非常大的直接經(jīng)濟(jì)損失和間接經(jīng)濟(jì)損失。降低“峰谷差”是決定“電能質(zhì)量”的前提因素。“調(diào)峰”是降低“峰谷差”的唯一手段。“大規(guī)模儲能調(diào)峰”是關(guān)乎我國“電網(wǎng)安全”、“谷電浪費(fèi)”及“電能質(zhì)量”的重大的命題。
三、“儲能調(diào)峰板塊”對電力產(chǎn)業(yè)的功效性意義大嗎？回答：是的。
不斷增長的“電力需求”迫使國家拿出大量的資金進(jìn)行電力建設(shè)，而“電力高峰需求”往往是幾十分鐘、幾個小時(shí)的“階段性需求”，“高峰”過后大量的電源和電網(wǎng)容量閑置。由此，不僅是浪費(fèi)建設(shè)資金，并且，越來越大的“峰谷差”帶來越來越大的電能浪費(fèi)及“電能質(zhì)量”的下降。解決這一矛盾的最佳手段就是構(gòu)建“儲能調(diào)峰板塊”。
中國“一石二鳥”成語說的是，辦“一件事”影響帶動另外“兩件事”的功效。如果這里要創(chuàng)造“一石九鳥”成語，你肯定說太不靠譜！天下哪有這么好的事。
現(xiàn)實(shí)的“儲能調(diào)峰板塊”還真是這石破驚天的“一石”，它在執(zhí)行“挖掘谷電價(jià)值”任務(wù)的同時(shí)，影響帶出了“九鳥功效”：
一鳥功效是：可支撐“電網(wǎng)端”削峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)壓、抑制諧波等；
二鳥功效是：可幫助“配電端”輸配能力增強(qiáng)、電力增容；
三鳥功效是：可協(xié)助“發(fā)電端”電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)自如；
四鳥功效是：可捆綁“上網(wǎng)端”間歇電平滑上網(wǎng)；
五鳥功效是：可幫助“用電端”用電時(shí)間自由并節(jié)省電費(fèi)；
六鳥功效是：可配合“控制端”隨主變負(fù)荷變化而變化、實(shí)現(xiàn)對主變負(fù)載的節(jié)能控制；
七鳥功效是：可促進(jìn)構(gòu)建“分布式電網(wǎng)”發(fā)展步調(diào)；
八鳥功效是：可證明“微域電網(wǎng)”在“廣域電網(wǎng)”的生存價(jià)值；
九鳥功效是：可支撐“傳統(tǒng)電網(wǎng)”朝“智能電網(wǎng)”升級的發(fā)展進(jìn)程。
當(dāng)然，以上九鳥各個端點(diǎn)，要被影響具體介入“儲能”才能名至實(shí)歸。比如，四鳥功效說的是“間歇電”捆綁“儲能”后，就可無障礙平滑上網(wǎng)。如果不與“儲能”捆綁會怎么樣呢？2010年底，全國風(fēng)機(jī)吊裝容量4182萬千瓦中，并網(wǎng)容量3107萬千瓦，有1075萬千瓦未能并網(wǎng)發(fā)電。去年上半年，我國風(fēng)電發(fā)了電但無法被人們所用的“棄風(fēng)”達(dá)27.76億度。今年上半年，甘肅風(fēng)電基地發(fā)生了多起風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)事故，給電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行帶來風(fēng)險(xiǎn)。專家指出，如果風(fēng)電通過“儲能”之后上網(wǎng)，以上矛盾就迎刃而解。這就是所謂的“四鳥功效”。
再比如，九鳥功效說的是：“儲能”可支撐“傳統(tǒng)電網(wǎng)”朝“智能電網(wǎng)”升級的發(fā)展進(jìn)程。我國《十二個五年規(guī)劃綱要》中指出，“依托信息、控制和儲能等先進(jìn)技術(shù)，推進(jìn)智能電網(wǎng)建設(shè)”。顯而易見，“信息”、“控制”和“儲能”三要素是建設(shè)智能電網(wǎng)的前提因素。也就是說，通過提高“傳統(tǒng)電網(wǎng)”的“信息”和“控制”的軟技術(shù)水平和“儲能”的硬技術(shù)水平（兩軟一硬），智能電網(wǎng)建設(shè)規(guī)劃才能循序漸進(jìn)的推進(jìn)。
綜上所見，“儲能”與“間歇電上網(wǎng)”的關(guān)系、“儲能”與“智能電網(wǎng)”的關(guān)系，不僅僅是互為依托、互為支撐關(guān)系，更是“捆綁共生”關(guān)系。
所以，為“儲能調(diào)峰板塊”創(chuàng)建“一石九鳥”成語名副其實(shí)。“儲能調(diào)峰板塊”對電力產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的每個端點(diǎn)都有積極的功效作用。
四、“儲能調(diào)峰”對電力產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)性意義大嗎？回答：是的。
“大規(guī)模儲能調(diào)峰”是如何“挖掘谷電價(jià)值”的呢？
“大規(guī)模儲能調(diào)峰”把“峰谷差”降下來后，經(jīng)濟(jì)性體現(xiàn)在兩個方面：直接經(jīng)濟(jì)效益是峰電時(shí)段可以少發(fā)電；間接經(jīng)濟(jì)效益是電網(wǎng)“安全性”及“電能質(zhì)量”提高。
讓我們再通過 峰谷差=（峰電—谷電）/ 峰電 公式假設(shè)一個案例來分析：儲能調(diào)峰之前，峰電為100千瓦，谷電為50千瓦，那么“峰谷差”為50% ； 儲能調(diào)峰之后，“儲能電源”儲存了谷電時(shí)段的30千瓦，然后在峰電時(shí)段輸電上網(wǎng)，“峰谷差”降低為20% 。
這里需要注意的是，很多人都會誤認(rèn)為，這里只挖掘30千瓦電能；而正確的理解應(yīng)該是挖掘了60千瓦電能。為什么？用一個小故事解答其中的道理。
大家都知道，抽水儲能發(fā)電具有“用4發(fā)3”的特征。由此，有業(yè)內(nèi)人抱怨：“抽水儲能發(fā)電” 用4度電才發(fā)出3度電，不合算！前國家能源局局長張國寶解釋：“表面看4度電換3度電浪費(fèi)了1度電，但“調(diào)節(jié)峰谷差”用的電和一般發(fā)電性質(zhì)不同”。部長對“抽水儲能發(fā)電”經(jīng)濟(jì)價(jià)值定性很到位，但缺乏定量分析。
定量分析以上案例：峰電時(shí)段發(fā)電1 00千瓦是最高限制指標(biāo)。當(dāng)“儲能調(diào)峰板塊” 在峰電時(shí)段把之前儲存的30千瓦輸電上網(wǎng)后，原來的峰電發(fā)電機(jī)組就可以減少發(fā)電30千瓦。由此我們可以看到，“儲能調(diào)峰板塊”的經(jīng)濟(jì)效益是體現(xiàn)在下游身上。
因此，抽水儲能發(fā)電具有“用4發(fā)3”的特征，應(yīng)該修正為具有“用4削3填3”特征。即，用4瓦電達(dá)到了削峰3瓦填谷3瓦的目的，或者，最簡單理解為“儲能1貢獻(xiàn)2”。
顯然，如果相關(guān)決策者對以上定量分析認(rèn)同的話，今后勢必對“儲能調(diào)峰板塊”政策支持力度及優(yōu)惠政策也會有所“調(diào)峰”。
“儲能調(diào)峰板塊”對電力產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈每個節(jié)點(diǎn)都具有明顯的直接、間接經(jīng)濟(jì)意義。應(yīng)該為“儲能調(diào)峰板塊”的“虧損概念”正名為“儲能1貢獻(xiàn)2”。
五、既然我國電網(wǎng)調(diào)峰板塊欠賬巨大，為什么電網(wǎng)運(yùn)行也還算正常？回答是：調(diào)峰三個子版塊中“拉閘限電調(diào)峰子板塊”貢獻(xiàn)最大 ！
專家指出，在電網(wǎng)大板塊中，“發(fā)電板塊”與“調(diào)峰板塊”合理的比例是7比3的關(guān)系。我國電力“調(diào)峰板塊”的構(gòu)成與眾不同、別具中國特色：由“發(fā)電側(cè)調(diào)峰子板塊”、“儲能調(diào)峰子板塊”、“拉（掉）閘限電調(diào)峰子板塊”組合構(gòu)成。也就是說，我國電網(wǎng)的“調(diào)峰任務(wù)”是由這三個子板塊的合作承擔(dān)。為什么說三個子版塊中“拉閘限電調(diào)峰子板塊”貢獻(xiàn)最大呢？
原因一：“發(fā)電側(cè)調(diào)峰子板塊” 形同虛設(shè)、無能為力。
關(guān)于小電站調(diào)峰。由于我國“抓大放小”政策，一些本來可為“調(diào)峰”起作用的小型煤電站、燃油電站大多被淘汰。從環(huán)保的角度出發(fā)，這個政策是英明的。
關(guān)于大電站調(diào)峰?；谖覈?ldquo;煤” 為主的能源資源稟賦特點(diǎn)，決定了我國以“煤電為主”的電源結(jié)構(gòu)。我國煤電裝機(jī)中大型“供熱機(jī)組”占大比重，一方面冬季調(diào)峰能力受到限制，另一方面，用高溫、高壓、高效率、高投資的大機(jī)組來“調(diào)峰”經(jīng)濟(jì)上是不合算，而且對機(jī)組的安全、壽命有負(fù)面影響；在水電裝機(jī)中，徑流式水電站基本沒有能力參加調(diào)峰，而大型水利樞紐電站受灌溉、航運(yùn)、防洪等綜合利用影響，調(diào)峰能力受很大制約；核電出于安全性和經(jīng)濟(jì)性考慮一般不參與調(diào)峰。顯而易見，造成我國電力系統(tǒng)“調(diào)峰板塊”持續(xù)欠賬局面的主要原因，是中國國情下電源結(jié)構(gòu)所決定的。
關(guān)于間歇電站調(diào)峰。本來指望被賦予“新能源、再生能源、清潔能源美譽(yù)”的風(fēng)電、光伏等間歇電，多多承擔(dān)調(diào)峰的作用，但實(shí)際情況倒轉(zhuǎn)身賦予它們“棄電、窩電、垃圾電、電網(wǎng)不安全因素電”的貶譽(yù)了。有時(shí)，風(fēng)電的反調(diào)峰特性反而增加了電網(wǎng)調(diào)峰的難度。由此，間歇電“泥菩薩過河自身難保”，根本不可能為調(diào)峰出力了。
原因二：“儲能調(diào)峰子板塊”政策不明、倍感吃力。
其中，對唯一可商業(yè)化運(yùn)作的“物理抽水儲能”而言：由于受地理客觀因素的約束，并且受“抽水儲能調(diào)峰電力投資大沒有效益”錯誤觀念的影響，本方式的調(diào)峰總能量發(fā)展的不是太理想；其中，對“化學(xué)儲能”而言：由于“成本因素”的約束，更重要的是政策支持不到位（國家對“新能源發(fā)電”給予了一定的補(bǔ)貼政策，但對“儲能技術(shù)”卻未有相關(guān)政策出臺。而美國已于2010年正式通過了《儲能法案》，其中對儲能技術(shù)提出了明確的補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)），導(dǎo)致我國“化學(xué)儲能調(diào)峰”產(chǎn)業(yè)化的雛形階段，就顯得負(fù)擔(dān)重重、方向不明，商業(yè)化道路走得倍感吃力。
原因三：“拉（掉）閘限電調(diào)峰子板塊”立竿見影、歪打正著。
關(guān)于“拉閘限電”做法引起的“各方損失慘重而怨聲載道”不屬于這里討論的話題。這里只探討“拉閘”和“電網(wǎng)掉電”背景事宜。
“電網(wǎng)掉電”是對“峰谷差太大”的自動保護(hù)性行為；“拉閘限電”是各地政府為了完成“節(jié)能減排目標(biāo)”的人為行為。然而，不論是“掉電” 還是“拉閘限電”，動機(jī)不同但動因都是“電網(wǎng)負(fù)荷太大”。也就是說，即便不“拉閘限電”也可能“掉電”?？傊臼聭B(tài)的本質(zhì)原因就是“我國調(diào)峰板塊欠賬太大” ，即，我國電網(wǎng)“發(fā)電板塊”與“調(diào)峰板塊”比例失調(diào)造成的。原水利電力部辦公廳主任沈根才曾經(jīng)公開講過：“拉閘限電在很多時(shí)候并不是發(fā)電機(jī)組不夠用，而是缺少調(diào)峰電源造成的”。最近，韓國首爾“拉閘限電”和墨西哥首都“電網(wǎng)掉電”影響近千萬人的正常生活就是類似的緣故。
至此，如果有人單純認(rèn)為“拉（掉）閘限電調(diào)峰子板塊”屬于“虛擬怪胎調(diào)峰子板塊”那就冤枉它了。其實(shí)，正是由于這個子板塊的“超值貢獻(xiàn)”，使得國家電網(wǎng)“發(fā)電板塊”與“調(diào)峰板塊”的比例基本處于安全狀態(tài)，使得“調(diào)峰板塊欠賬矛盾”被緩解。顯然，在“調(diào)峰板塊”欠賬矛盾解決之前，我國電網(wǎng)調(diào)峰的重?fù)?dān)，還得靠“拉（掉）閘限電調(diào)峰子板塊”實(shí)施“歪打正著”的調(diào)峰路線，實(shí)屬無奈！
由此，可以推斷，造成我國調(diào)峰板塊欠賬的主要原因是我國電力系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)先天失衡”造成的。既然“發(fā)電側(cè)調(diào)峰子板塊”無能為力，既然“拉（掉）閘限電調(diào)峰子板塊”屬于過渡形式，那么，加快增強(qiáng)我國“儲能調(diào)峰子板塊”實(shí)力，是解決“欠賬矛盾” 及“結(jié)構(gòu)先天失衡矛盾”的必然選擇。
六、為什么“物理儲能方式”不適合扮演我國“谷電儲能大規(guī)模調(diào)峰板塊的主要角色”？回答是：客觀局限。
目前來講，物理儲能主要包括：抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導(dǎo)儲能等方式。
抽水蓄能。利用電力負(fù)荷低谷時(shí)的電能抽水至“上水庫”，在電力負(fù)荷高峰期再放水至“下水庫”發(fā)電上網(wǎng)參加調(diào)峰。優(yōu)點(diǎn)：商業(yè)化程度高，技術(shù)成熟；可儲存谷電，適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定周波和電壓；缺點(diǎn)：建設(shè)周期較長、投資較大、規(guī)模受地貌影響、轉(zhuǎn)換效率為 65%—75% ；客觀局限：不能夠任意設(shè)置在電網(wǎng)“負(fù)荷中心”的一定半徑內(nèi)。
壓縮空氣儲能：利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力制造“壓縮空氣” ，然后將“壓縮空氣”密封在容器中（諸如報(bào)廢礦井、山洞、過期油氣井或新建儲氣井），然后在電網(wǎng)負(fù)荷高峰期，釋放壓縮的空氣推動汽輪機(jī)發(fā)電。優(yōu)點(diǎn)：其燃料消耗比調(diào)峰用燃?xì)廨啓C(jī)組可以減少1／3；建設(shè)投資和發(fā)電成本低于抽水蓄能電站；安全系數(shù)高，壽命長；缺點(diǎn)：其能量密度低?？陀^局限：受巖層等地形條件的限制，不能夠任意設(shè)置在電網(wǎng)“負(fù)荷中心”的一定半徑內(nèi)?？傮w而言，目前尚處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性有待觀察。
飛輪儲能：利用電動機(jī)帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能儲存起來，在需要時(shí)飛輪帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。優(yōu)點(diǎn)：效率在90％以上，循環(huán)使用壽命長，無污染，維護(hù)簡單，可連續(xù)工作；缺點(diǎn)：能量密度低。保證系統(tǒng)安全性方面的費(fèi)用很高，小規(guī)模無法體現(xiàn)其優(yōu)勢?？陀^局限：總體而言，目前尚處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性有待觀察。
超導(dǎo)儲能：利用超導(dǎo)體制成的線圈儲存磁場能量。具有響應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)換效率高、比容量大等特點(diǎn)?？傮w而言，目前尚處于產(chǎn)業(yè)化初期階段，技術(shù)及經(jīng)濟(jì)性有待觀察。
已經(jīng)商業(yè)化或即將商業(yè)化的各種物理儲能方式，均存在不同形式、不同程度的客觀性局限，從經(jīng)濟(jì)性、有效性、產(chǎn)業(yè)化步調(diào)等因素綜合分析來看，物理儲能方式僅僅適宜扮演“儲能調(diào)峰的輔助角色”。
七、哪一種式“化學(xué)儲能方式”適合扮演我國“谷電儲能大規(guī)模調(diào)峰板塊的主要角色”？回答是：燃料電池。
前面提到，“化學(xué)儲能方式”被“規(guī)模儲電容量”所約束，而“規(guī)模儲電容量”被“一致性技術(shù)障礙” 所約束，而“一致性技術(shù)障礙”被“成本障礙”所約束。言下之意，能夠掙脫這“因果關(guān)系約束鏈條”的電池類型，就會成為“主要角色”。根據(jù)目前國內(nèi)外業(yè)內(nèi)主流觀點(diǎn)來看，非“燃料電池”莫屬。
關(guān)于燃料電池的比較優(yōu)勢：1.潔凈、安全的發(fā)電裝置；2.多燃料系統(tǒng)；3.高效率的發(fā)電裝置；4.分散型的發(fā)電裝置；5.與“谷電”捆綁后，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)發(fā)電；6.規(guī)模稍小的可以建在住宅小區(qū)、辦公樓、廠區(qū)甚至城市的中心地帶，可以減少因長距離輸送電力而產(chǎn)生的損耗；7.可面向個人用途的超小型燃料電池，可以作為筆記本電腦和移動便攜電話的電源。8.常規(guī)物理發(fā)電能源效率只有30%~40%。而燃料電池可以將能源利用效率提高到70%~80%以上。
關(guān)于“儲電容量一致性”的重要性：眾所周知，儲能系統(tǒng)規(guī)模電容量，是通過各單元電池的串并聯(lián)之后獲得。因此，各單元電池電容量的“一致性”指標(biāo)至關(guān)重要。大家都有“電池短板效應(yīng)”的生活經(jīng)驗(yàn)：如果你把2節(jié)新電池和1節(jié)舊電池放到A手電筒里；把3個稍微舊但屬于一批次的電池放到B手電筒里，此時(shí)，A手電筒三個電池加起來的電容量比B手電筒三個電池加起來的電容量要大。然而，往往A手電筒還不如B手電筒可照明的時(shí)間長。為什么呢？原因是：A手電筒電源的“一致性”不如B手電筒，內(nèi)因是A手電筒“能量內(nèi)耗”比B手電筒大。顯而易見，“儲電容量一致性”屬于“儲能技術(shù)”的根本性指標(biāo)，也屬于技術(shù)難點(diǎn)；“儲電容量”規(guī)模越大，“一致性”技術(shù)難點(diǎn)就越大。
關(guān)于“二次電池”與“燃料電池”的擂臺賽
從使用方法分類來看，化學(xué)儲能電池有“一次電池” 、“二次電池” 、“燃料電池”三種分類。“一次性電池”屬于使用一次就廢棄的電池（應(yīng)用在手電筒等），不屬于我們討論的范疇。“二次電池”屬于“可反復(fù)充電使用的電池”，“燃料電池”屬于“通過不間斷輸入燃料持續(xù)放電使用的電池。 我們通過對“二次電池”和“燃料電池”進(jìn)行打擂臺比賽，看看“燃料電池”是如何勝出的。
比賽一、“規(guī)模儲電容量一致性”指標(biāo)：從化學(xué)原理來看，“二次電池”與“燃料電池”是類似的：它們的單體電池都是由正負(fù)兩個電極及電解質(zhì)組成。從工作原理來看，“二次電池”的“電容量”是“定量”儲存在電池內(nèi)部，放電完了之后通過“充電”恢復(fù)電容量；而“燃料電池”的“電容量”是“不限制電容量” 儲存在電池外部，通過不斷輸入“燃料”連續(xù)放電。因此，“燃料電池”就是發(fā)電機(jī)，“二次電池”就是儲電機(jī)，這是兩者之間本質(zhì)的區(qū)別。正是這個區(qū)別，帶來兩者在解決“規(guī)模電容量一致性”技術(shù)難點(diǎn)的分道揚(yáng)鑣，以及連帶出“承受原材料成本”的分道揚(yáng)鑣。
“燃料電池”通過“結(jié)構(gòu)層面”保證一致性：一是基于正極是“無形空氣”，不牽扯“有型原材料”尺寸、工藝和原材料本身等因素一致性的約束；二是基于活性物質(zhì)的固相及形貌不發(fā)生變化，不一致性概率大大降低。
“二次電池”儲存活性物質(zhì)的固相及形貌必然發(fā)生非線性變化；工藝過程保證有型原材料尺寸等因素的“一致性”有很大的難點(diǎn)。因此，只有被動從“技術(shù)層面”力爭一致性（往往很難保持一致），只有通過后期被動均衡手段去彌補(bǔ)，當(dāng)然，由此往往要額外付出較高的成本代價(jià)。
比賽二、“工作溫度”指標(biāo)：大家都知道，蓄電池在充電和放電過程產(chǎn)生的高溫，一直是難以逾越的技術(shù)癥結(jié)。近幾個月內(nèi)，深圳混合動力雙層大巴、上海雙電（電池＋超級電容）公交車和杭州電動出租車相繼發(fā)生“動力電源”自燃事件。這3輛車的“動力電源”就是由“二次電池”技術(shù)制造。由此，我們理解了儲能電源的“工作溫度”技術(shù)指標(biāo)也是很重要的。顯然，也正是兩者之間工作原理的不同，也帶來兩者在解決“安全工作溫度”技術(shù)難點(diǎn)的分道揚(yáng)鑣，以及連帶出“承受控制部件成本”的分道揚(yáng)鑣。
一般來講“二次電池”的工作溫度比“燃料電池”高40%左右，“承受控制部件成本”也明顯高許多。原因是什么呢？
我國著名化學(xué)教授艾新平解釋了“二次電池” 發(fā)生自燃或爆炸現(xiàn)象的原因。“二次電池”屬于一個密閉的反應(yīng)體系，在其內(nèi)部存在系列電化學(xué)和化學(xué)反應(yīng)。除了用于儲存和釋放電能的正常電極反應(yīng)外，還存在許多潛在的副反應(yīng)，如電解質(zhì)溶液的還原和氧化分解、正極的熱分解等。當(dāng)電池處于正常溫度范圍和正常電壓范圍時(shí)，這些副反應(yīng)不會發(fā)生，電池內(nèi)部僅發(fā)生正常的充電和放電反應(yīng)，此時(shí)電池是安全的。但當(dāng)電池溫度過高，或者充電電壓過高時(shí)，這些副反應(yīng)被觸發(fā)，產(chǎn)生大量的熱，并釋放出有機(jī)小分子氣體。由于反應(yīng)劇烈，產(chǎn)生的熱量不能有效傳遞到電池體外，引起電池內(nèi)部溫度和壓力的急劇上升。而溫度的上升又會極大地加速副反應(yīng)的進(jìn)行速度，產(chǎn)生更大量的熱和氣體產(chǎn)物，此時(shí)電池進(jìn)入無法控制的自加溫狀態(tài)，即俗稱的“熱失控狀態(tài)”，這種情況下，電池有可能發(fā)生自燃或爆炸。由此，我國著名汽車工程教授王秉剛認(rèn)為，在“二次電池”的安全問題徹底解決之前，把它作為公交車的動力電源應(yīng)該慎之又慎。以此推理，“二次電池”作為儲能用途來講，同樣存在“潛在的熱失控狀態(tài)風(fēng)險(xiǎn)”及“內(nèi)在的成本壓力”。
比較而言，“燃料電池”屬于半密閉的反應(yīng)體系，其中一半的反應(yīng)任務(wù)是在體外完成的，因此，基本不存在潛在的副反應(yīng)。
比較而言，“燃料電池”是微容量化學(xué)瞬間反應(yīng)，工作溫度不存在累計(jì)升高的背景；“二次電池”是總?cè)萘炕瘜W(xué)累計(jì)反應(yīng)，工作溫度容易累計(jì)升高。
另外，衡量電池優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)非常多。比如，比能量、比功率、轉(zhuǎn)化率等。如果都撇開“成本障礙”因素，除了“比功率”指標(biāo)外，“燃料電池”都會顯出比較優(yōu)勢，由于篇幅有限這里不再贅述?？傊瑑烧咧g最主要的幾個技術(shù)指標(biāo)屬于“結(jié)構(gòu)層面”與”技術(shù)層面“的區(qū)別，“二次電池”也只有甘拜下風(fēng)了。比賽就到此為止。
通過對“二次電池”與“燃料電池”幾個重要技術(shù)指標(biāo)的比較，“二次電池”許多“先天不足”的秉性，只適宜承擔(dān)儲能的輔助角色。
八、哪一種燃料電池能夠逾越“成本障礙”，并適合扮演我國“谷電儲能大規(guī)模調(diào)峰板塊的主要角色”？回答是：液流—鋅粉—燃料電池。
前面提到，“化學(xué)儲能方式”的“成本障礙”離“山頭”還有一定的距離。從世界范圍來看，最接近“山頭”的有“氫—燃料電池”、“釩—燃料電池” 、“鋅—燃料電池”三種技術(shù)路線。言下之意，哪一種技術(shù)路線率先逾越“成本障礙”就是勝者。下面，我們還是通過比賽做出裁決。
關(guān)于“氫—燃料電池”
“氫—燃料電池”既以“氫”為燃料的電池。工作原理是：將氫氣送到燃料電池的陽極板，經(jīng)過催化劑(鉑)的作用，氫原子中的一個電子被分離出來從而在外電路中產(chǎn)生電流。
“氫—燃料電池”是出道最早、技術(shù)最成熟、最環(huán)保清潔的電源。從各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)來講，幾乎是盡善盡美。但軟肋有三點(diǎn)：其一、氫是高度易燃品，“安全存儲和運(yùn)輸”的成本極高；其二、陰極與陽極之間的質(zhì)子交換膜造價(jià)極高；其三、參與化合的“鉑金”價(jià)格極高。由此，“三個極高”使得它很難逾越“成本障礙” 。難怪，美國總統(tǒng)奧巴馬上臺伊始，就終止幾十年一直對“氫—燃料電池”的聯(lián)邦科研預(yù)算，轉(zhuǎn)撥給其他技術(shù)路線的新能源項(xiàng)目。目前，氫電池單元部件的成本是磷酸鐵鋰電池的5倍多。
關(guān)于“釩—燃料電池”
“釩—燃料電池”既以“釩”為燃料的電池。工作原理是基于金屬釩元素的氧化還原電池儲能系統(tǒng)。
“釩—燃料電池”是出道較晚就初露鋒芒、技術(shù)成熟、環(huán)保清潔的電源。與其它化學(xué)電源相比，釩電池具有明顯的優(yōu)越性，主要優(yōu)點(diǎn)如下： 1.功率大； 2.容量大； 3.效率高； 4.壽命長； 5.安全性高；6.選址自由度大。國內(nèi)某企業(yè)對該技術(shù)的開發(fā)水平已進(jìn)入國際先進(jìn)行列。
但軟肋有三點(diǎn)：其一、能量密度低引起的建設(shè)、空間成本較高。比如，能量密度是鋰電池的十分之一。這意味著儲同樣的能量體積則是鋰電池的10倍；其二、陰極與陽極之間的質(zhì)子交換膜造價(jià)也比較高；其三、系統(tǒng)構(gòu)成較復(fù)雜，對工作環(huán)境溫度要求較高（溫度太高太低都不行）造成配套成本較高；由此，“三個較高”使得它也很難逾越“成本障礙” 。目前，釩電池單元部件的成本是磷酸鐵鋰電池的2倍多。
關(guān)于“鋅—燃料電池”：
“鋅—燃料電池”既以“鋅”為燃料的電池。工作原理是：利用空氣中的氧氣和金屬鋅在催化劑的作用下進(jìn)行反應(yīng)而產(chǎn)生直流電。
“鋅—燃料電池”是出道很早的清潔電源、技術(shù)難點(diǎn)較多。與其它化學(xué)電源相比，主要優(yōu)點(diǎn)如下： 1.比能量大； 2.容量可大可??； 3.效率高；4.安全性高；5.價(jià)格低。
但軟肋有三點(diǎn)：其一、“鋅”的氧化過程容易結(jié)晶，并容易導(dǎo)致電池內(nèi)部短路引起電池壽命的衰減；其二、“鋅”反應(yīng)過程極易“鈍化”，從而導(dǎo)致化學(xué)反應(yīng)衰減；其
三、“鋅”反應(yīng)過程易“自放電”， 從而導(dǎo)致電容量衰減。由此，“三個衰減技術(shù)難點(diǎn)”使得它商業(yè)化道路上產(chǎn)品路子比較窄、生存壓力較大。
在此，提請大家注意的是，“鋅—燃料電池”是三種電池中唯一不是受“成本障礙”所約束，而是受“技術(shù)難點(diǎn)”所羈絆。言下之意，“技術(shù)難點(diǎn)”如果被征服它就可能成為優(yōu)勝者。
實(shí)際上，“三個衰減技術(shù)難點(diǎn)”都是由“鋅—燃料電池”中的“鋅板”惹的禍。“鋅板”是由鋅粉粘合壓制而成。“鋅板”是在靜態(tài)電解液的腔體中，按照既定的化學(xué)反應(yīng)程式工作。隨著時(shí)間推移，其表面被一層氧化鋅逐漸附著包裹，正常的化學(xué)反應(yīng)被抑制，負(fù)極活性物質(zhì)并沒有真正的充分反映，電壓電流隨之逐步衰減，直到無電可放。由此造成了“三個衰減”。
獨(dú)辟蹊徑往往帶來柳暗花明又一村。國內(nèi)某企業(yè)解決矛盾手段是：把靜態(tài)電解液改為“液流”動態(tài)后，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)開始好轉(zhuǎn)；之后，再創(chuàng)新再升級的手段是：將“鋅板”改為“鋅粉”后，單位時(shí)間“被氧化”的效率陡然提高，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)奇跡般產(chǎn)生飛躍。當(dāng)然，伴隨二次升級換代過程出現(xiàn)的新矛盾也被一一化解。解決了諸如抗腐性碳用于空氣電極基體、新氧電極催化劑、新鋅電極等業(yè)內(nèi)世界技術(shù)難點(diǎn)，并開辟了一些新技術(shù)分支，申報(bào)了若干國際、國內(nèi)專利。該技術(shù)經(jīng)法定部門檢測顯示，眾多指標(biāo)達(dá)到世界先進(jìn)、領(lǐng)先水平。
這就是“鋅—燃料電池”演繹成“液流—鋅粉—燃料電池”故事。目前，該電池單元部件的成本是二次電池—磷酸鐵鋰電池的80%左右；是“釩—燃料電池”成本的25%左右。
關(guān)于 “液流—鋅粉—燃料電池”主要技術(shù)指標(biāo) ： 衡量電池優(yōu)劣的技術(shù)指標(biāo)非常多。通過橫向、縱向與其他類型電池比較，該電池具有“五高一低”特征：即高比能量、高能量轉(zhuǎn)化率、高性價(jià)比系統(tǒng)、高安全穩(wěn)定、高循環(huán)利用、低碳零污染六個方面。具體解釋如下：
高比能量——比能量可做到400-1000kw/kg，國際領(lǐng)先，如果作為電動汽車動力電源續(xù)航里程達(dá)400公里以上（另外，“比功率”達(dá)到60-180w/kg，超美國同類技術(shù)）
高能量轉(zhuǎn)化率——轉(zhuǎn)換率達(dá)83%（1公斤鋅粉發(fā)1度電，還原1公斤鋅粉需要1.2度電）。
高性價(jià)比系統(tǒng)——“鋅”材料比鋰、釩等成本低很多；循環(huán)利用燃料；設(shè)備簡練；運(yùn)行環(huán)境友好等因素，造成系統(tǒng)成本較低。
高安全穩(wěn)定——體現(xiàn)在三個方面：
一是應(yīng)用安全方面。該技術(shù)“燃料電池”的物理、化學(xué)安全性能，遠(yuǎn)超出其他類似產(chǎn)品。鋅的運(yùn)輸、作業(yè)過程，不存在高溫爆炸問題，也沒有化學(xué)污染現(xiàn)象；零下20度到50度及高海拔情況下性能基本不受影響；
二是運(yùn)行穩(wěn)定方面。眾所周知，電池總?cè)萘渴峭ㄟ^各單元電池的串并聯(lián)之后獲得，因此，各單元電池勢能“一致性”指標(biāo)至關(guān)重要。該技術(shù)是通過“結(jié)構(gòu)層面”保證一致性：第一、系統(tǒng)的存儲容量與額定功率相互獨(dú)立，存儲的電量取決于氧化鋅的數(shù)量。由此，根據(jù)工藝用途，放電和充電既可以是兩個相互獨(dú)立的系統(tǒng)、又可以交替進(jìn)行、又可以同時(shí)進(jìn)行；第二、基于正極是“無形空氣”，不牽扯“有型原材料”尺寸、工藝和原材料本身等因素一致性的約束；第三、基于活性物質(zhì)的固相及形貌不發(fā)生變化，不一致性概率大大降低。而其他類型電池的活性物質(zhì)的固相及形貌發(fā)生非線性變化，并且克服“有型原材料”尺寸、工藝等因素一致性的約束有很大的難點(diǎn)，只有被動從“技術(shù)層面”力爭一致性（往往很難保持一致），或通過均衡等方法實(shí)現(xiàn)。由此，往往要付出較高的成本代價(jià)。
三是資源安全方面。鋅是我國第四儲量金屬，僅次于鐵，達(dá)9384萬噸，居世界第四位。假如中國以“鋅”替代“石油”作為汽車動力能源，不會存在“石油對外依賴程度不斷升級后的國家能源安全問題”。
高循環(huán)利用——該技術(shù)的正極是“空氣“，取之不盡用之不竭；負(fù)極“鋅粉”只是作為燃料循環(huán)使用，被封閉循環(huán)利用的介質(zhì)而已。而其他技術(shù)“二次電池”所用鋰、鎳、鐵、鉛等介質(zhì)載體屬于“不可逆”。因此，該技術(shù)不存在“二次電池”早充電、過充電、過放電、淺度放電、電極板遇熱變形等顧慮。
低碳零污染——該技術(shù)所牽扯的全產(chǎn)業(yè)鏈，除上游鋅礦采掘、冶煉環(huán)節(jié)屬于傳統(tǒng)環(huán)境狀態(tài)外，下游各個環(huán)節(jié)均可駕馭在“優(yōu)良環(huán)境指數(shù)”狀態(tài)——零污染，不存在任何化學(xué)污染現(xiàn)象；不像有的電池技術(shù)的作業(yè)過程污染環(huán)境；也不存在諸如“鉛酸充電電池”生產(chǎn)過程及報(bào)廢后屬于重度污染物的傷腦筋事宜。
關(guān)于 “液流—鋅粉—燃料電池”問世的社會意義 ：
至此有人會問，我國誕生了“性價(jià)比國際領(lǐng)先”的液流—鋅粉—燃料電池意味著什么呢?
眾所周知，電力產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)重要的支柱產(chǎn)業(yè)，也是體現(xiàn)國家競爭力的標(biāo)志性產(chǎn)業(yè)。當(dāng)下，“清潔新能源”世界競賽是關(guān)乎世界工業(yè)格局、能源格局的最重要的賽事。國際上多種技術(shù)路線及我國個別“大容量化學(xué)儲能”技術(shù)路線，都在緊鑼密鼓的推進(jìn)，都想搶先一步攀登目前“世界上最有社會、經(jīng)濟(jì)價(jià)值之一的珠穆朗瑪”。顯而易見，重視“谷電大規(guī)模化學(xué)儲能調(diào)峰板塊”產(chǎn)業(yè)的快速推進(jìn)，對中國電力產(chǎn)業(yè)乃至整體產(chǎn)業(yè)升級來講，都是百年難遇的歷史機(jī)遇。
近期召開的“中國儲能技術(shù)峰會”上某院士指出：中國的儲能技術(shù)決定著新能源的未來發(fā)展。國務(wù)院專家委員會主任徐錠明說：儲能是中國新能源革命中的重要一環(huán)，不能再與世界的發(fā)展失之交臂。
鋅，兒童缺了發(fā)育不好，成人缺了生育不好，化妝缺了效果不好，輪胎缺了質(zhì)量不好，然而，把它變成“新能源”真還是新鮮事。“鋅與氧氣結(jié)伴可以放電”人類已經(jīng)知道一百多年了，可把“鋅”變成具有商業(yè)化價(jià)值的“能源”，可是中國人辦的事。其演繹過程的辛苦曲折堪比當(dāng)年玄奘西天取經(jīng)；其歷經(jīng)5840個日日夜夜磨礪及數(shù)百次試驗(yàn)的“鋅史”，值得令國人肅然起敬。如果“鋅”的夢變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，其“減碳價(jià)值”與“干干凈凈”特點(diǎn)可與“核電”媲美；而其“燃料長生不老”特點(diǎn)與核電的“核廢料難處理”特點(diǎn)比較卻是冰火兩重天；而其“平平穩(wěn)穩(wěn)安安全全”特點(diǎn)與核電的“意外事故難處理”特點(diǎn)更是陰陽兩重天。如果“鋅”有機(jī)會擔(dān)當(dāng)中國電網(wǎng)的“儲谷電調(diào)峰”的主要角色，其用20天時(shí)間就能發(fā)出三峽一年的電量來，且兩者之間“投入產(chǎn)出之比”會是天壤之別。顯而易見，“鋅的儲能與發(fā)電”是當(dāng)下眾望所歸的“低碳清潔新能源”，把它賦予“中華新能源”當(dāng)之無愧！
“中華新能源” 世界首創(chuàng)，主要技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，性價(jià)比優(yōu)勢明顯，適合扮演我國“谷電儲能大規(guī)模調(diào)峰板塊的主要角色”。
九、利用“中華新能源”構(gòu)建我國“谷電大規(guī)?；瘜W(xué)儲能調(diào)峰板塊”可操作的商業(yè)模式有嗎？回答是：有！
關(guān)于發(fā)現(xiàn)“中華新能源”的背景：“哲學(xué)史剃刀定律”富有啟迪意義：簡單問題復(fù)雜簡單；復(fù)雜問題簡單復(fù)雜。中國儲能發(fā)展軌跡，正印證了這樣的邏輯演繹路徑。顯然，任何新事物，最終要把復(fù)雜的問題簡單化，才具有可操作性。
解國家之困擾匹夫有責(zé)。筆者當(dāng)過電工，學(xué)燃油發(fā)動機(jī)工科專業(yè)，熱衷于環(huán)保、新能源發(fā)展趨勢的研究，對我國電力產(chǎn)業(yè)調(diào)整與發(fā)展的困局跟蹤關(guān)注由來已久。對如何把“由技術(shù)、政策、市場等多因素相互糾葛的復(fù)雜困局簡單化處理”頗感興趣。筆者經(jīng)多年的調(diào)查研究、多次參觀國際、國內(nèi)專業(yè)展覽會，以“儲能調(diào)峰”為介入點(diǎn)，橫向、縱向比較了國內(nèi)外數(shù)種技術(shù)后，并認(rèn)真分析了我國“儲能調(diào)峰”困局的前因后果。
本文是筆者在2009年深圳高交會了解后、跟蹤二年多后的心靈觸動及有感而發(fā)。由此，筆者深刻意識到，新的產(chǎn)業(yè)“失之毫米”的非理性開端，就會有“差之千里”經(jīng)濟(jì)后果。兩者之間社會資源的有效利用與無效浪費(fèi)有天壤之別。作為一個有良知的老工程人員，應(yīng)該發(fā)揮余熱盡匹夫之責(zé)！于是，就有了這樣的“九評”與大家見面。本事態(tài)是由技術(shù)密集爭鳴、政策密集波動、市場密集或然三大因素糾結(jié)在一起，試圖“講清楚”都不是一件容易的事。為了能讓“外行人看得懂、內(nèi)行人能接受、決策人能理解”，經(jīng)反復(fù)揣摩就形成了類似“形勢評論＋科普讀物＋報(bào)告文學(xué)”的“九評”特殊文體。期待大家笑納！
關(guān)于“中華新能源”項(xiàng)目基本背景。很幸運(yùn)！該技術(shù)知識產(chǎn)權(quán)完全屬于國內(nèi)一家公司。該技術(shù)是該公司十七年潛心研究的成果。該技術(shù)最早主要圍繞“小轎車動力電源”的研究。十年前該技術(shù)曾引起江總書記親臨關(guān)注、前科技部部長曾八次考察、十多個院士曾親臨指導(dǎo)。基于該公司清楚認(rèn)識到“充電式純電動車”不適應(yīng)中國國情，就下定決心研制“類似加油動力電源”。經(jīng)過數(shù)年嘔心瀝血、心甘寂寞的潛行，終于在第三代動力電源技術(shù)身上具備了“類似加油”功效。盡管“動力電源”不論從應(yīng)用角度還是技術(shù)要求，比“儲能電源”要求更高一些，但重要的是，該公司發(fā)現(xiàn)該技術(shù)如果應(yīng)用在“儲能”領(lǐng)域，更能體現(xiàn)它的價(jià)值，可解中國電力調(diào)峰燃眉之困惑。因此，該公司三年前專門組織技術(shù)力量實(shí)施“儲能計(jì)劃”。
關(guān)于“中華新能源”世界首創(chuàng)的儲能技術(shù)：今年6月，筆者現(xiàn)場考察了在秦嶺峽谷中，用該技術(shù)實(shí)踐的“風(fēng)光儲發(fā)電自動化系統(tǒng)”示范基地。該系統(tǒng)把風(fēng)電和光電作為“中華新能源”燃料循環(huán)的能源，不斷把“氧化鋅”還原為“鋅”，“中華新能源發(fā)電機(jī)”就有了持續(xù)不斷的發(fā)電能力。基于該系統(tǒng)“風(fēng)電、光電、儲電、發(fā)電四者有效的捆綁”與“燃料循環(huán)過程的有效自動化控制”兩個特征，加上“極少人工管理”及“長年后僅僅更換小材料”兩個因素，“中華新能源發(fā)電機(jī)”具有了“準(zhǔn)永動機(jī)電源”屬性。本示范基地同時(shí)也證明了“七鳥功效”的“分布式電網(wǎng)”及“八鳥功效”的“微域電網(wǎng)”可操作性。重要的是，該系統(tǒng)展現(xiàn)了儲存電能——轉(zhuǎn)換效率——成本控制——自動化控制全過程的世界首創(chuàng)。
下面通過與其他技術(shù)的比較，來闡釋那一節(jié)點(diǎn)屬于世界首創(chuàng)：
與“二次電池” 儲能技術(shù)的特征比較：
新能源1 號：“儲能發(fā)電—雙體系—單容量—燃料閉循環(huán)自動化控制” 特征。
二次電池：“儲能發(fā)電—單體系—雙容量—充電非閉循環(huán)自動化控制”特征。
通過“分解對比”更好理解：
其一、“中華新能源”的“雙體系”指——“發(fā)電”與“儲電”在各自的容器中工作，“發(fā)電功率”與“儲電容量”通過各自容器空間尺寸的變化而變化，可滿足用戶的任意細(xì)分需求。 “二次電池”的“單體系”指——“發(fā)電”與“儲電”在一個容器中工作，“發(fā)電功率”與“儲電容量”已經(jīng)被容器極板面積格式化定型，不能滿足用戶的任意細(xì)分需求。即，“儲能”與“發(fā)電”時(shí)間坐標(biāo)是不同區(qū)間的獨(dú)立操作。本區(qū)別是“中華新能源”的性能優(yōu)勢核心要素之一。
其二、 “中華新能源”的“單容量”指“調(diào)峰目標(biāo)容量”等于“儲能裝置容量”；“二次電池”的“雙容量”指“調(diào)峰目標(biāo)容量”等于“二倍儲能裝置容量”。 比如，“調(diào)峰目標(biāo)容量”是 1兆瓦， “儲能裝置容量” 等于2兆瓦。造成如此分野的原因正是以上“雙體系”與“單體系”之別。即，“雙體系”結(jié)構(gòu)配“單容量儲電裝置”就滿足儲電調(diào)峰目標(biāo)；“單體系”結(jié)構(gòu)一般要配“雙容量儲電裝置”才能滿足儲電調(diào)峰目標(biāo)。本區(qū)別是“中華新能源”的成本優(yōu)勢之一。
其三、“中華新能源”的“燃料閉循環(huán)自動化控制”指作為“儲能”介質(zhì)的“燃料”被自動化循環(huán)利用，“燃料”始終處在“被氧化又被還原又被氧化”的電化學(xué)閉循環(huán)反應(yīng)狀態(tài)，“鋅”永遠(yuǎn)存在。 “二次電池”的“充電非閉循環(huán)自動化控制”指作為“儲能”介質(zhì)的“活性物質(zhì)”被充電次數(shù)所約束，“活性物質(zhì)”始終處在“逐步衰減”的電化學(xué)閉循環(huán)反應(yīng)狀態(tài)。這是“中華新能源”的成本優(yōu)勢之二。
與“液流—釩—燃料電池” 儲能技術(shù)的特征比較：
“液流—鋅—燃料電池”：“儲能發(fā)電—雙體系—單容量—單電堆單循環(huán)—燃料閉循環(huán)自動化控制”特征。
“液流—釩—燃料電池”：“儲能發(fā)電—雙體系—單容量—雙電堆雙循環(huán)—燃料閉循環(huán)自動化控制”特征。
可以看出，兩者之間只有“單電堆單循環(huán)”與“雙電堆雙循環(huán)”的區(qū)別，其他特征是一致的。
“液流—鋅—燃料電池”的“單電堆單循環(huán)”指“發(fā)電”和“還原”由一個循環(huán)體系實(shí)施；“液流—釩—燃料電池”的“雙電堆雙循環(huán)”指“發(fā)電”和“還原”由兩個體系實(shí)施。比較而言，從設(shè)備配置、設(shè)備空間、運(yùn)行流程、系統(tǒng)成本等因素來看，前者具有比較優(yōu)勢。另外，從燃料成本比較，“鋅”是“釩”的三分之一左右。再有，作為燃料的“鋅粉”與“釩電堆”比較，前者的“比表面積”遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于后者，因此，前者的“能量轉(zhuǎn)化率”是轉(zhuǎn)換率達(dá)83%，后者“能量轉(zhuǎn)化率”是65-75% ；另外，前者的“比功率”也高于后者。
關(guān)于商業(yè)模式基本原則：任何優(yōu)秀的技術(shù)項(xiàng)目，要靠制定符合國情的政策路線、市場路線合力構(gòu)建“可操作商業(yè)模式”去推動，否則多好的項(xiàng)目也只有鎖在抽屜里。
其一、政策路線基本原則：
1.我國電力體制改革“打破壟斷”被列為第一目標(biāo)。“儲能調(diào)峰板塊”屬于技術(shù)密集、投資密集的新增加空間，沒有歷史沉淀的包袱，“打破壟斷”在這個范疇實(shí)施應(yīng)該比較簡單。
2.我國電力體制改革“形成激勵清潔電源發(fā)展的新機(jī)制”被列為目標(biāo)之一。“儲能調(diào)峰板塊”具有“自己虧損盈利整體”營業(yè)特征，應(yīng)該理解它的系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，制定相適應(yīng)的優(yōu)惠政策。
3.我國電力體制改革“開展發(fā)電企業(yè)向大用戶直接供電的試點(diǎn)工作”被列為目標(biāo)之一。“儲能調(diào)峰板塊”屬于“再生能源”范疇。根據(jù)我國《可再生能源法》確立的“可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度”，落實(shí) “儲能調(diào)峰板塊上網(wǎng)電即為賣出”（國家電網(wǎng)規(guī)定賣出價(jià)）操作模式是完全符合政策的，也能體現(xiàn)“本改革目標(biāo)之一”邁出實(shí)質(zhì)的性一步。
4.業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，“儲能”分三個環(huán)節(jié)：第一個是技術(shù)開發(fā)環(huán)節(jié)，第二是設(shè)備制造環(huán)節(jié)，第三是終端利用(上網(wǎng))環(huán)節(jié)。政府應(yīng)該去貼第一和第三個環(huán)節(jié)，而非中間環(huán)節(jié)。
5.“儲能調(diào)峰板塊”符合“合同能源管理”認(rèn)定，應(yīng)該享受相關(guān)稅負(fù)政策。
其二、市場路線基本原則：
首先，要斟酌如何與國家電網(wǎng)的谷電資源如何有效整合？其次，要斟酌如何與“九鳥各個端點(diǎn)”緊密的結(jié)合？再次，如何推廣“燃料電池”技術(shù)路線，避免更多的社會資源浪費(fèi)；再次，諸如新技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)制定、知識產(chǎn)權(quán)的保護(hù)與推廣、新生產(chǎn)設(shè)備研制與定型、人力資源的整合培訓(xùn)、成本價(jià)格的優(yōu)化等等很多事宜要做，很長的路要走。
以上八個評論的八個結(jié)論，是八個復(fù)雜問題簡單化的結(jié)果。如果把這八個結(jié)果進(jìn)一步簡單化，就演繹出推動本事態(tài)發(fā)展的“最簡單解決方案”。
我國電網(wǎng)“峰谷差越來越大”對“電能質(zhì)量”負(fù)面影響也越來越大，并且，相伴引起我國電網(wǎng)運(yùn)行20天累積浪費(fèi)的“谷電無效負(fù)荷”電能，相當(dāng)于三峽一年的發(fā)電量。我國電網(wǎng)峰谷差的病態(tài)程度，已經(jīng)到了需要深度治療的時(shí)候了。加快構(gòu)建我國“谷電大規(guī)?；瘜W(xué)儲能調(diào)峰板塊”是深度治療的唯一主要手段。
降低“峰谷差”是解決“電能質(zhì)量”、“浪費(fèi)谷電”矛盾的前提因素；而“調(diào)峰”是降低“峰谷差”的唯一手段。因此，“谷電大規(guī)模燃料可循環(huán)化學(xué)儲能調(diào)峰”是關(guān)乎我國電力產(chǎn)業(yè)的重大的命題。
造成我國“調(diào)峰板塊欠賬”的主要原因是電力系統(tǒng)“結(jié)構(gòu)先天失衡”。加快增強(qiáng)我國“儲能調(diào)峰板塊”實(shí)力，是解決矛盾的必然選擇。然而，“儲能調(diào)峰板塊”所扮演的直接經(jīng)濟(jì)效益為“儲能1貢獻(xiàn)2”、 間接經(jīng)濟(jì)功效為“一石九鳥”的角色被很多人所忽略，應(yīng)該從政策層面為其正名并發(fā)揚(yáng)光大。
物理儲能方式的客觀性局限及“二次電池”的“先天不足”秉性，可定性它們只適宜承擔(dān)儲能調(diào)峰的輔助角色。“中華新能源” 世界首創(chuàng)，主要技術(shù)指標(biāo)國際領(lǐng)先，性價(jià)比優(yōu)勢明顯，適合扮演我國“谷電儲能大規(guī)模調(diào)峰板塊”的主要角色。
構(gòu)建我國“谷電大規(guī)模化學(xué)儲能調(diào)峰板塊”可操作的商業(yè)模式＝到位的優(yōu)惠鼓勵政策 ＋ 上網(wǎng)即賣電 ＋ 推廣“中華新能源”技術(shù)路線。
縱觀世界“儲能技術(shù)大賽”現(xiàn)狀，如果按照本商業(yè)模式啟動并健康發(fā)展，中國有實(shí)力成為優(yōu)勝者！
