中國儲能網(wǎng)訊：1、儲能技術的本質是給能量加上一個時間變量。傳統(tǒng)上電能是即發(fā)即用的，沒有時間因素。儲能技術給電能增加了時間變量，提升了整個電網(wǎng)系統(tǒng)的價值，同時有助于接入清潔能源。
2、儲能技術在電網(wǎng)上應用有五個關鍵要求：
安全性。電網(wǎng)儲能系統(tǒng)儲存巨大的能量，在能量釋放過程中可以產(chǎn)生巨大的熱量，因此儲能系統(tǒng)的散熱設計非常關鍵。美國發(fā)生過多起蓄電池起火事故，固態(tài)鉛酸電池和鋰聚合物電池也都發(fā)生過重大事故。美國能源部還為此專門設立項目，研究電池的安全性。
性能。性能包括功率、能量、效率、反應時間，靈活及多功能性等指標。根據(jù)儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)不同環(huán)節(jié)的應用，對功率的要求從幾十千瓦到上百兆瓦不等，放電時間的要求從幾秒，幾分鐘，幾十分鐘，幾小時，甚至幾天不等。一個重要的指標是反應時間越短越好，一般要在一秒以內(nèi)達到系統(tǒng)要求。有些應用比如電壓支持甚至要求低于0.1秒。這樣的反應時間是傳統(tǒng)的抽水蓄能和壓縮空氣系統(tǒng)不能提供的。功能上的靈活性能夠增加儲能系統(tǒng)的實用價值。
耐久性，即系統(tǒng)壽命。傳統(tǒng)能源和新能源發(fā)電廠的生命周期都在20年以上，與之匹配的儲能系統(tǒng)也需要有相同的長壽命。一般需要電網(wǎng)儲能系統(tǒng)壽命超過10年，并且可以承受超過4000次深度充放電的考驗。
經(jīng)濟性。不僅要關注電池的成本，還有變電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等系統(tǒng)性成本；不僅是電池系統(tǒng)成本，還有安裝和工程造價（在電池成本上增加30~100%很正常）；不僅是資金成本，還有運營維護成本——因此要比較不同循環(huán)壽命周期下的度電成本。同時不僅要看成本，還要看效益，有些貴的電池壽命更長，性價比更高。
可靠性。電池系統(tǒng)不需要太多的維護和保養(yǎng)。
3、美國目前電網(wǎng)儲能以抽水蓄能為主，未來主要方向為電池等靈活儲能系統(tǒng)。美國發(fā)電裝機總量在1200GW左右，有大概2%，即20~30GW的儲能能力。美國目前電網(wǎng)儲能的95%為抽水蓄能，總量超過20GW，基本上都是在1980年以前建造的。抽水蓄能系統(tǒng)成本最低，但由于環(huán)境影響大、建造周期長、投資巨大、地理選址受限等原因，未來的發(fā)展非常有限。美國未來電網(wǎng)儲能的主要發(fā)展方向是使用更加柔性化、多功能、靈活的儲能系統(tǒng)。電池儲能技術由于高效、功能多樣、充放電雙向反應、響應速度快、清潔而成為了首選。
4、各種電池儲能技術的對比顯示，液流電池優(yōu)勢突出。
鋰離子電池。鋰離子電池的概念是在1970年代提出的。經(jīng)過近二十年的材料研發(fā)和完善，1991年第一塊商業(yè)化鋰離子電池出現(xiàn)，再經(jīng)過多年大量的資本投入與發(fā)展，鋰離子電池的技術已經(jīng)走向成熟。鋰電池最大的優(yōu)點在于能量密度和效率都很高，所以很快得到了廣泛應用。到今天，全球圍繞鋰電池建成了比較成熟的工業(yè)系統(tǒng)。鋰電池的缺點在于：1）安全性低，事故多發(fā)，如波音787的鋰電池事故，鋰聚合物電池在亞利桑那州的大型起火事故等。電解液的可燃性使危險永遠存在；2）容量隨著充電循環(huán)次數(shù)增加而減少，需要經(jīng)常換電池；3）基本上放電時間較短，長時間放電對鋰電池的挑戰(zhàn)很大。
鈉電池。鈉電池根據(jù)正極情況，一種是鈉硫電池，一種是鈉-金屬氯化物電池。這兩種電池的運行溫度都需在300~350攝氏度。能量密度與鋰電池相當。如果可以長期連續(xù)使用，能取得很好的電池效率。電池壽命（充放電20~80%）可以達到4000~5000次。目前這種電池技術已經(jīng)比較成熟，東京電力、NGK、GE等大公司做了很大的投資。但是安全性還不能完全保證，2011年日本的2MW鈉硫電池系統(tǒng)發(fā)生大火，對技術推廣產(chǎn)生了很大影響。
液流電池（RFB）。液流電池的能量儲存在電解液里，而不是固體電極，電池模塊通過氧化還原反應把電解液儲存的化學能轉變?yōu)殡娔?。目前較為成熟的是全釩液流電池。液流電池的優(yōu)點在于：1）理論上壽命無限長，可循環(huán)使用。因為它的工作特點是電極不參加具體反應，所以循環(huán)壽命不受限制，也不受放電和充電程度的影響；2）可以根據(jù)需求把功率和能量分開來靈活設計，比如說確定了100兆瓦功率，但是需要4小時還是8小時供電可以變化；3）電池結構簡單，方便模塊化組裝，也可以做很大；4）安全性好。因為電解液是水基的，本身就是滅火劑。另外由于水的比熱容大，即使充滿了瞬間釋放，整個系統(tǒng)溫度也只上升15~16度；5）平準化成本低于鋰電池，適合做大型儲能項目。缺點是能量密度較低，目前不適合安裝在移動裝置上，工程上也需進一步完善。液流電池在電網(wǎng)上的應用最大的項目是中國博融集團下屬融科儲能在蝸牛石風電場的5MW/10MWh項目，從2012年項目建成至今一直運行穩(wěn)定。
5、未來儲能電池技術發(fā)展還將百花齊放，液流電池將得到更多的重視。人類還沒有發(fā)明一種電池可以滿足所有的儲能需求。將來電網(wǎng)應用儲能的市場非常大，不會有一種理想技術覆蓋所有需求，未來儲能技術一定是百花齊放，在不同領域應用不同技術。其中多功能、靈活化的技術將產(chǎn)生更好的效益和價值，占據(jù)更大的市場份額。目前在美國，放電時間較短的電池選擇基本是鋰電池。原來大家看好的鈉硫電池放電時間較長，但由于存在安全問題，而使液流電池漸漸被重視起來。目前儲能電池的科研趨勢已經(jīng)很大程度上轉向液流電池。一個趨勢是使用更安全的水基電解液，另一個是采用更便宜的材料，如鋅、鐵、硅等。
