中國儲能網(wǎng)訊：世界各國在積極發(fā)展可再生能源，而很大部分可再生能源用于發(fā)電。因此“能源安全”的范疇與重心將從20世紀(jì)的以石油安全為主逐步轉(zhuǎn)向21世紀(jì)的以電力安全為主。確保安全、高質(zhì)量供電，同時(shí)維持電力供需平衡是電力系統(tǒng)面臨的持續(xù)挑戰(zhàn)。發(fā)展新能源電力為常規(guī)電力機(jī)組的變負(fù)荷能力提出新的挑戰(zhàn)：要求電力機(jī)組具備更快的變負(fù)荷調(diào)節(jié)能力;電力機(jī)組變負(fù)荷目標(biāo)的不確定性增大;電力機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍更大。在電力系統(tǒng)中采用集成儲能模塊是解決電力系統(tǒng)變負(fù)荷和新能源電力接入產(chǎn)生問題的有效措施。儲能總的作用是實(shí)現(xiàn)新能源電力上網(wǎng)、保持電網(wǎng)高效安全運(yùn)行和電力供需平衡。儲能系統(tǒng)的具體功能有三種：提高電能質(zhì)量、提供橋接電能、能量管理。電力儲能技術(shù)有抽水蓄能技術(shù)、壓縮空氣儲能技術(shù)、超導(dǎo)儲能技術(shù)、超級電容器儲能技術(shù)、電化學(xué)儲能技術(shù)、復(fù)合儲能技術(shù)。對我國發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)提出以下建議：從宏觀戰(zhàn)略層面制定儲能發(fā)展規(guī)劃;出臺利于儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的激勵(lì)政策與機(jī)制;發(fā)布儲能相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，建立儲能裝置回收管理機(jī)制;加強(qiáng)儲能技術(shù)研發(fā)與示范;建立儲能產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本;探索優(yōu)化商業(yè)運(yùn)營模式，加快儲能技術(shù)的市場化步伐。
常樂，張敏吉，梁嘉，孫洋洲
(中海油新能源投資有限責(zé)任公司，北京100015)
1“能源安全”的新變化趨勢
綠色低碳、節(jié)能減排已成為世界能源發(fā)展的方向，世界各國在積極發(fā)展可再生能源，其中很大部分可再生新能源用于發(fā)電。與此同時(shí)，“能源安全”的范疇與重心將有所轉(zhuǎn)移——從20世紀(jì)的以石油安全為主逐步轉(zhuǎn)向21世紀(jì)以電力安全為主，這種轉(zhuǎn)變將帶來新的挑戰(zhàn)。石油市場的供需相對簡單，而電力由于不易儲存，電力市場將面臨更為復(fù)雜的供需平衡挑戰(zhàn)。此外，電力市場的供應(yīng)側(cè)將呈現(xiàn)多種發(fā)電技術(shù)并存的現(xiàn)象，隨著越來越多的不穩(wěn)定新能源電力(大型水電和生物質(zhì)發(fā)電除外)的引入，電網(wǎng)的供電安全性受到威脅，防范與避免“綠色大停電”將是電力市場面臨的一個(gè)新任務(wù)。
確保安全、高質(zhì)量供電，同時(shí)維持電力供需平衡是電力系統(tǒng)面臨的持續(xù)挑戰(zhàn)。社會的用電需求是實(shí)時(shí)變化的，晝夜和季節(jié)性用電負(fù)荷存在峰谷差，而電力供需平衡的常規(guī)調(diào)節(jié)方式是通過改變發(fā)電機(jī)組的出力來適應(yīng)需求變化。在役發(fā)電機(jī)組可分兩類：承擔(dān)基本負(fù)荷的機(jī)組(下稱：基荷機(jī)組)和變負(fù)荷機(jī)組?；蓹C(jī)組的出力基本維持不變，而變負(fù)荷機(jī)組的出力則隨需求的變化而變化。為分析新能源電力對常規(guī)電力系統(tǒng)的影響，將新能源發(fā)電量視為所減少的用電負(fù)荷，此時(shí)常規(guī)發(fā)電機(jī)組需要提供的電量等于原用電負(fù)荷減去新能源機(jī)組的發(fā)電量，文中定義為“剩余負(fù)荷”。對比“原用電負(fù)荷”和“剩余負(fù)荷”曲線，可說明新能源電力對常規(guī)電力系統(tǒng)的影響。圖1是美國Texas州某地區(qū)2005年的雙周用電負(fù)荷與風(fēng)力發(fā)電數(shù)據(jù)[1]。
從圖1可見，發(fā)展新能源電力為常規(guī)電力機(jī)組的變負(fù)荷能力提出新要求：①與“原用電負(fù)荷”曲線相比，“剩余負(fù)荷”曲線的斜率更大，即要求電力機(jī)組具備更快的變負(fù)荷調(diào)節(jié)能力;②風(fēng)功率的不確定性導(dǎo)致“剩余負(fù)荷”曲線形狀更加隨機(jī)，電力機(jī)組變負(fù)荷目標(biāo)的不確定性增大;③“剩余負(fù)荷”曲線的峰谷差距比“原用電負(fù)荷”更大，意味著電力機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍將更大，而當(dāng)用電負(fù)荷降低到一定程度時(shí)，將導(dǎo)致基荷機(jī)組運(yùn)行于部分負(fù)荷工況，影響機(jī)組的發(fā)電效率和經(jīng)濟(jì)性。
在現(xiàn)實(shí)情況下，新能源電力的發(fā)展還將面臨其他約束。以丹麥為例，該國擁有大規(guī)模的風(fēng)電裝機(jī)，同時(shí)采用熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)供暖。在夜間，熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組必須保持運(yùn)轉(zhuǎn)以供熱，而聯(lián)產(chǎn)所發(fā)電力已足以滿足夜間較低的電力需求，這就使得大量風(fēng)電無法上網(wǎng)，造成能源浪費(fèi)[1]。
2儲能在未來電力系統(tǒng)中的作用
常規(guī)電力系統(tǒng)可簡化為如圖2所示，系統(tǒng)包括集中式發(fā)電、電力輸配、終端用戶3個(gè)環(huán)節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)模式是“即用即發(fā)”，即發(fā)電端根據(jù)用戶端負(fù)荷的變化來調(diào)節(jié)發(fā)電量，此種運(yùn)轉(zhuǎn)模式面臨著非?？量痰淖冐?fù)荷要求。
未來的電力系統(tǒng)要包含可再生新能源電力，而新能源電力的大比例接入則會出現(xiàn)前面提到的潛在問題。如圖3所示，在電力系統(tǒng)中采用集成儲能模塊是解決電力系統(tǒng)變負(fù)荷和新能源電力接入產(chǎn)生問題的有效措施。
儲能可作用于電力系統(tǒng)的不同環(huán)節(jié)，總體的作用是實(shí)現(xiàn)新能源電力上網(wǎng)、保持電網(wǎng)高效安全運(yùn)行和電力供需平衡。針對不同環(huán)節(jié)，儲能的作用有所區(qū)別：①在大規(guī)模新能源發(fā)電環(huán)節(jié)，儲能系統(tǒng)有利于削峰填谷，使不穩(wěn)定電力平滑輸出;儲能系統(tǒng)通過功率變換裝置，及時(shí)進(jìn)行有功/無功功率吞吐，保持系統(tǒng)內(nèi)部瞬時(shí)功率的平衡，維持系統(tǒng)電壓、頻率和功角的穩(wěn)定，提高供電可靠性。②在常規(guī)能源發(fā)電環(huán)節(jié)，儲能系統(tǒng)可替代部分昂貴的調(diào)峰機(jī)組，實(shí)現(xiàn)調(diào)峰的功能，還能解脫被迫參與調(diào)峰的基荷機(jī)組，提高系統(tǒng)效率。③在輸配電環(huán)節(jié)，儲能系統(tǒng)能起到調(diào)峰和提高電網(wǎng)性能的作用。在電網(wǎng)環(huán)節(jié)設(shè)置合適規(guī)模的儲能站，可以增強(qiáng)電網(wǎng)的抗沖擊能力，提高調(diào)解幅度，更好地實(shí)現(xiàn)供需平衡。④設(shè)置于終端用戶的儲能系統(tǒng)則通過電力儲放來提高供電可靠性，尤其在發(fā)生非預(yù)期停電等事故情況下;可進(jìn)行需求側(cè)管理，即在分時(shí)計(jì)價(jià)的地區(qū)，在低價(jià)“谷電”時(shí)刻買入網(wǎng)電充入儲能設(shè)備，在高價(jià)“峰電”時(shí)刻釋放儲能設(shè)備中的電力，實(shí)現(xiàn)既節(jié)約用戶電費(fèi)花銷，又能削峰填谷、平滑用電負(fù)荷，在一定程度可緩解電網(wǎng)調(diào)節(jié)壓力。常規(guī)的終端用戶只是電力的消費(fèi)者，而隨著分布式能源系統(tǒng)的推廣，未來的終端用戶也是電力的供應(yīng)者，用戶和電網(wǎng)之間存在雙向能量流動。當(dāng)終端用戶存在剩余電力上網(wǎng)時(shí)，也會出現(xiàn)大型新能源發(fā)電機(jī)組的電力波動問題，因此，設(shè)置于終端用戶的儲能系統(tǒng)還將起到提高分布式電源電能上網(wǎng)質(zhì)量、平滑輸出等作用。
概括而言，對應(yīng)于不同的適用場合儲能系統(tǒng)的功能有3種：①提高電能質(zhì)量;②提供橋接電能;③能量管理。提高電能質(zhì)量包括維持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性和頻率、電壓調(diào)節(jié)等，該類功用需要儲能設(shè)備快速反應(yīng)(1s之內(nèi))，對儲能設(shè)備放電持續(xù)時(shí)間(能量維度)的要求在分鐘量級。提供橋接電能是指在電能消失或者不同電能來源之間的轉(zhuǎn)換過程中，提供過渡電能的能力，應(yīng)用場合為電力應(yīng)急儲備、變負(fù)荷、電力系統(tǒng)故障等，該類功用需要儲能設(shè)備的反應(yīng)時(shí)間在秒到分鐘范圍內(nèi)，對放電持續(xù)時(shí)間的要求可長達(dá)小時(shí)量級。能量管理則對應(yīng)著長時(shí)間內(nèi)的能量轉(zhuǎn)移，應(yīng)用場合包括電網(wǎng)削峰填谷、終端用戶電力管理等等，該類功用對放電持續(xù)時(shí)間的要求長達(dá)幾個(gè)小時(shí)。
在電力系統(tǒng)中引入儲能模塊，在不同時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行電能吞吐，相當(dāng)于在電力系統(tǒng)中添加了一個(gè)可調(diào)節(jié)維度，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的高效、低成本和可靠運(yùn)行。此外，電力儲能在離網(wǎng)孤島終端的使用也是其重要的應(yīng)用場合，通過設(shè)置適當(dāng)規(guī)模的電力儲能裝置，在用電低谷時(shí)充電、用電高峰時(shí)放電，會降低離網(wǎng)孤島終端所需匹配的發(fā)電能力/容量，同時(shí)使發(fā)電機(jī)組維持運(yùn)行在穩(wěn)定工況，提高整個(gè)系統(tǒng)的能量效率和經(jīng)濟(jì)性能，圖4說明了其原理。
3電力儲能技術(shù)的內(nèi)涵、分類與應(yīng)用
從本質(zhì)上而言，電力儲能是將電能在t1時(shí)刻、a1地點(diǎn)充入，在t2時(shí)刻、a2地點(diǎn)釋放，因而，電力儲能技術(shù)可解決電能供需在時(shí)間和空間上不匹配的矛盾，是提高能源綜合利用效率的有效手段。
電力儲能技術(shù)有多種類型，可按照適用場合和電能轉(zhuǎn)化類型等分類。按照后者，因電能可轉(zhuǎn)換為勢能、動能、電磁能、化學(xué)能等形態(tài)存儲，電力儲能技術(shù)可分為物理、電磁和電化學(xué)3種類型。物理儲能包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能;電磁儲包括超導(dǎo)儲能和超級電容器儲能;電化學(xué)儲能包括鉛酸、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲能。
3.1抽水蓄能技術(shù)
抽水蓄能系統(tǒng)要求配備上下游兩個(gè)水庫，負(fù)荷低谷時(shí)段設(shè)備工作在電動機(jī)狀態(tài)，將下游水庫的水抽到上游水庫;負(fù)荷高峰時(shí)設(shè)備工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，利用儲存在上游水庫中水的勢能發(fā)電。建站地點(diǎn)力求發(fā)電庫容大、滲漏小、壓力輸水管道短等。抽水儲能電站可以建造為不同容量，能量釋放時(shí)間可從幾小時(shí)到幾天，綜合效率在70%~85%之間。抽水儲能是在電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種儲能技術(shù)，其應(yīng)用領(lǐng)域包括削峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用、黑啟動和提供備用容量等[2~4]?？紤]到未來海上風(fēng)電等新能源大規(guī)模利用，可依托特定的地理?xiàng)l件，如選擇三面環(huán)山的海灣作為水庫壩址，圍海建立大型抽水蓄能電站。
抽水蓄能是目前唯一達(dá)到GW級的儲能技術(shù)，其不足之處是需要占用大量土地和水資源，但因技術(shù)成熟等優(yōu)勢，仍然是首選的電力儲能方式。
3.2壓縮空氣儲能技術(shù)
壓縮空氣儲能技術(shù)(CAES)通常匹配燃?xì)廨啓C(jī)使用，利用負(fù)荷低谷時(shí)的剩余電力壓縮空氣，并儲藏在高壓密封設(shè)施內(nèi)，在用電高峰將其釋放參與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。在燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電過程中，燃料轉(zhuǎn)化的大部分軸功被用于壓縮空氣，采用CAES的系統(tǒng)因減少了空氣壓縮耗能，其燃料消耗要比常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)少，同時(shí)也降低了壓縮機(jī)投資。目前，儲氣站采用報(bào)廢礦井、沉降在海底的儲氣罐、山洞、廢棄油氣藏和新建儲氣井等多種模式，其中最理想的是水封恒壓儲氣站，能保持輸出恒壓氣體，保障燃?xì)廨啓C(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行[2，5，6]。
CAES技術(shù)響應(yīng)速度快，主要用于削峰填谷、平衡負(fù)荷、頻率調(diào)制和發(fā)電系統(tǒng)備用等。未來對CAES技術(shù)的改進(jìn)圍繞減小儲存壓縮空氣場地對周邊環(huán)境的影響和降低化石燃料消耗等方面[1]。
3.3飛輪儲能技術(shù)
飛輪儲能系統(tǒng)由高速飛輪、軸承支撐系統(tǒng)、電動機(jī)/發(fā)電機(jī)、功率變換器、電子控制系統(tǒng)和真空泵、緊急備用軸承等附加設(shè)備組成。在負(fù)荷低谷時(shí)，飛輪系統(tǒng)消耗電能，帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，以動能的形式儲存能量，完成電能—機(jī)械能的轉(zhuǎn)換;當(dāng)負(fù)荷高峰時(shí)，高速旋轉(zhuǎn)的飛輪作為原動機(jī)拖動發(fā)電機(jī)發(fā)電，完成機(jī)械能—電能轉(zhuǎn)換的能量釋放過程。
飛輪儲能能量效率在90%以上，使用壽命長達(dá)20年，工作溫區(qū)為-40~50℃，無噪聲，無污染，維護(hù)簡單，可連續(xù)工作，模塊式組合后可以達(dá)到兆瓦級。
輸出持續(xù)時(shí)間為數(shù)分~數(shù)小時(shí)，主要用于不間斷電源/應(yīng)急電源、電網(wǎng)調(diào)峰和頻率控制等[2，7~9]。
3.4超導(dǎo)儲能技術(shù)
超導(dǎo)儲能系統(tǒng)(SMES)利用超導(dǎo)體制成的線圈儲存磁場能量，功率輸送時(shí)無需能源形式的轉(zhuǎn)換，具有響應(yīng)速度快(毫秒級)、轉(zhuǎn)換效率高(≥96%)
、比容量(1~10W˙h/kg)/比功率(104~105kW/kg)大等優(yōu)點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)大容量能量交換和功率補(bǔ)償。SMES在技術(shù)方面相對簡單，沒有旋轉(zhuǎn)機(jī)械部件和動密封問題。SMES可以滿足輸配電網(wǎng)電壓支撐、功率補(bǔ)償、頻率調(diào)節(jié)、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和功率輸送能力的要求[2，10，11]。
SMES的發(fā)展重點(diǎn)是基于高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體研發(fā)適于液氮溫區(qū)運(yùn)行的MJ級系統(tǒng)，解決高場磁體繞組力學(xué)支撐問題，并與柔性輸電技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步降低成本，結(jié)合實(shí)際系統(tǒng)探討分布式SMES及其有效控制和保護(hù)策略[2]。
3.5超級電容器儲能技術(shù)
超級電容器根據(jù)電化學(xué)雙電層理論研制，可提供強(qiáng)大的脈沖功率，充電時(shí)處于理想極化狀態(tài)的電極表面，電荷將吸引周圍電解質(zhì)溶液中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。由于電荷層間距非常小，加之采用特殊電極結(jié)構(gòu)，電極表面積成萬倍增加，從而產(chǎn)生極大的電容量。但由于電介質(zhì)耐壓低，存在漏電流，儲能量與保持時(shí)間受限，必須串聯(lián)使用，以增加充放電控制回路和系統(tǒng)體積。
超級電容器歷經(jīng)多年發(fā)展，已形成系列產(chǎn)品，系統(tǒng)最大儲量達(dá)30MJ。超級電容器價(jià)格較高，在電力系統(tǒng)中多用于短時(shí)間、大功率的負(fù)載平滑和電能質(zhì)量高峰值功率場合，如大功率直流電機(jī)的啟動支撐、動態(tài)電壓恢復(fù)器等，在電壓跌落和瞬態(tài)干擾期間提高供電質(zhì)量[2，12]。
3.6電化學(xué)儲能技術(shù)
電化學(xué)儲能是指鉛酸、鎳氫、鎳鎘、鋰離子、鈉硫和液流等電池儲能。電池儲能系統(tǒng)是利用電池正負(fù)極的氧化還原反應(yīng)進(jìn)行充放電，表1為部分電池儲能系統(tǒng)目前達(dá)到的性能指標(biāo)[2，13~22]。
鉛酸電池在高溫下壽命縮短，具有較低的比能量和比功率，但價(jià)格便宜、可靠性好、技術(shù)成熟，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)為斷路器提供合閘電源，在發(fā)電廠、變電所供電中斷時(shí)發(fā)揮獨(dú)立電源的作用，為繼保裝置、拖動電機(jī)、通信、事故照明提供電力。但鉛酸電池在制造過程中可能存在環(huán)境污染。
鎳鎘電池循環(huán)壽命長，但隨著充放電次數(shù)的增加容量會減少，荷電保持能力仍有待提高，因存在重金屬污染已被歐盟組織限用。
鋰離子電池比能量/比功率高、自放電小、環(huán)境友好，但由于工藝和環(huán)境溫度差異等因素的影響，電池的系統(tǒng)指標(biāo)往往達(dá)不到單體水平。大容量集成的技術(shù)難度和生產(chǎn)維護(hù)成本是鋰離子電池在電力系統(tǒng)中規(guī)模化應(yīng)用的阻礙。近年來，鋰離子電池在電動車領(lǐng)域越發(fā)流行，各大汽車公司紛紛推出鋰離子電動車產(chǎn)品，電動車裝載的鋰離子電池退役后，可將其應(yīng)用于電力系統(tǒng)固定式儲能，在降低總使用成本的同時(shí)，也實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的梯級利用。
鈉硫電池儲能密度高，體積可減少到普通鉛酸蓄電池的1/5，系統(tǒng)效率可達(dá)80%以上，單體壽命已達(dá)15年，且循環(huán)壽命最高可達(dá)5000次，便于模塊化制造、運(yùn)輸和安裝，建設(shè)周期短，可根據(jù)用途和建設(shè)規(guī)模分期安裝，適用于城市變電站和特殊負(fù)荷。
液流電池有釩/溴、全釩、多硫化鈉/溴等多個(gè)體系，高性能離子交換膜的出現(xiàn)促進(jìn)了其發(fā)展。液流電池電化學(xué)極化小，能夠100%深度放電，儲存壽命長，額定功率和容量相互獨(dú)立，可以通過增加電解液的量或提高電解質(zhì)的濃度達(dá)到增加電池容量的目的，并可根據(jù)設(shè)置場所的情況自由設(shè)計(jì)儲藏形式及隨意選擇形狀。
3.7復(fù)合儲能技術(shù)
每種電力儲能技術(shù)均有其優(yōu)勢與劣勢，然從實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，單一的儲能技術(shù)很難同時(shí)滿足能量密度、功率密度、儲能效率、使用壽命、經(jīng)濟(jì)成本等多種要求，若將兩種或兩種以上性能互補(bǔ)的儲能技術(shù)相結(jié)合，組成“復(fù)合儲能”，則有可能實(shí)現(xiàn)較好的總體性能。在電力應(yīng)用中，要滿足系統(tǒng)的穩(wěn)定控制、電能質(zhì)量改善和削峰填谷等不同時(shí)間尺度上的需求，可以將飛輪儲能、超導(dǎo)儲能或超級電容器等功率密度高、儲能效率高、循環(huán)壽命長的技術(shù)，與鉛酸電池、液流電池或鈉硫電池等能量密度高但受制于電化學(xué)反應(yīng)過程的技術(shù)相結(jié)合，以最大程度地發(fā)揮各種儲能技術(shù)的優(yōu)勢。日本W(wǎng)akkanai在建的5MW并網(wǎng)光伏示范項(xiàng)目擬采用1.5MW鈉硫電池和1.5MW超級電容器的復(fù)合儲能技術(shù)[9]。
4討論與建議
4.1從更高的系統(tǒng)層次討論儲能技術(shù)
儲能技術(shù)只是電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)的諸多可選方案之一，最終的選擇需要權(quán)衡利弊、系統(tǒng)比較。與儲能類似功能的方案還包括：①按照電力需求的變化，改變發(fā)電機(jī)組出力、縮減新能源發(fā)電量等電力供給側(cè)調(diào)節(jié)方案;②按照電力供應(yīng)的變化，調(diào)節(jié)電力需求、增加新負(fù)荷等電力需求側(cè)調(diào)節(jié)方案，而儲能技術(shù)則兼具供給側(cè)與需求側(cè)的雙重作用。每種方案對應(yīng)的成本和收益不同，甚至對同一種方案，在不同情景下所呈現(xiàn)的利弊效果也可能不同。因此，在新能源電力不斷增加的電力系統(tǒng)中，選擇何種方案將對應(yīng)一個(gè)“系統(tǒng)總成本最小”的數(shù)學(xué)優(yōu)化問題。
儲能設(shè)備的配置需要在更高的系統(tǒng)層次進(jìn)行集成考慮，而不應(yīng)局限在某一特定的單元模塊。對于某一發(fā)電單元，其所發(fā)電力可能呈現(xiàn)不穩(wěn)定的時(shí)變曲線，盡管儲能技術(shù)可平滑該單元的功率輸出，但在更高的系統(tǒng)范圍內(nèi)，有可能出現(xiàn)單元A匹配的儲能設(shè)備在放電的同時(shí)，單元B匹配的儲能設(shè)備正在充電，這意味著設(shè)備冗余、成本增加、效率損失。
從系統(tǒng)層次來講，多個(gè)不穩(wěn)定單元的疊加集成有可能對應(yīng)著一個(gè)相對平滑的輸出或負(fù)荷曲線，這會減少整個(gè)系統(tǒng)層次的儲能需求，提高整個(gè)系統(tǒng)的效率和經(jīng)濟(jì)性。
未來的電力系統(tǒng)將集成包括儲能在內(nèi)的多種系統(tǒng)調(diào)節(jié)技術(shù)，而其中的每個(gè)儲能設(shè)備都將是一個(gè)共有資源，服務(wù)于整體電力系統(tǒng)，并非系統(tǒng)中的某特定單元。
4.2對我國發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的建議
電力安全是國家能源安全的重要組成，儲能是保證電力安全、低碳、高效供給的重要技術(shù)，是支撐新能源電力大規(guī)模發(fā)展的重要技術(shù)，也是未來智能電網(wǎng)框架內(nèi)的關(guān)鍵支撐技術(shù)。對我國發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)提出以下建議：
①從宏觀戰(zhàn)略層面制定儲能發(fā)展規(guī)劃。發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)，需要國家宏觀層面的支撐，從頂層設(shè)計(jì)階段就納入總體發(fā)展規(guī)劃，并且和與之發(fā)展密切相關(guān)的行業(yè)規(guī)劃相匹配，如新能源和智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃等，以形成統(tǒng)一步伐向前推進(jìn)。
②出臺利于儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的激勵(lì)政策與機(jī)制(如峰谷電價(jià)、投資補(bǔ)貼、稅收抵扣等)，引導(dǎo)社會資金向儲能產(chǎn)業(yè)傾斜，使得儲能項(xiàng)目投資能夠獲得回報(bào)。我國目前只有少數(shù)地區(qū)制定了分時(shí)電價(jià)，缺少國家層面的峰谷電價(jià)政策。在當(dāng)前的儲能技術(shù)水平與發(fā)展規(guī)模下，現(xiàn)階段的儲能項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)回報(bào)。政府可借鑒歐、美、日等國，制定我國的國家峰谷電價(jià)政策和儲能相關(guān)的投資與稅收優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)電力企業(yè)積極應(yīng)用儲能技術(shù)。
③發(fā)布儲能相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理規(guī)范，建立儲能裝置的回收管理機(jī)制。政府應(yīng)規(guī)范和出臺電網(wǎng)企業(yè)對新能源電力接收的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和大容量儲能站的設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行監(jiān)測管理標(biāo)準(zhǔn)，解決新能源發(fā)電和電網(wǎng)管理之間的矛盾，推動電力企業(yè)主動采用儲能技術(shù)。同時(shí)，為避免儲能裝置的二次污染并實(shí)現(xiàn)儲能系統(tǒng)的循環(huán)梯級利用，應(yīng)配套建立儲能裝置的回收管理機(jī)制。
④加強(qiáng)儲能技術(shù)研發(fā)與示范。我國儲能技術(shù)發(fā)展落后于應(yīng)用需求，政府應(yīng)加強(qiáng)對儲能技術(shù)研發(fā)與示范的資金支持力度，鼓勵(lì)原始創(chuàng)新，探索開發(fā)適合中國實(shí)際情況的儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化路徑。一是支持儲能技術(shù)基礎(chǔ)研究，及時(shí)提出并解決問題，實(shí)現(xiàn)自主知識產(chǎn)權(quán)，進(jìn)行科技儲備;二是在基礎(chǔ)研究之上，開展不同類型的示范項(xiàng)目，鼓勵(lì)多元技術(shù)路線，通過實(shí)踐檢驗(yàn)篩選有前景的儲能技術(shù)。政府應(yīng)加大對關(guān)鍵原材料技術(shù)創(chuàng)新的支持力度，特別是核心關(guān)鍵膜材料的生產(chǎn)設(shè)備與工藝流程，鼓勵(lì)擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，以實(shí)現(xiàn)低成本國產(chǎn)化膜的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，打破國外的技術(shù)壟斷。
⑤建立儲能產(chǎn)業(yè)鏈，降低成本。擴(kuò)大儲能和相關(guān)配套技術(shù)的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)并實(shí)現(xiàn)材料與設(shè)備的本土化，提高儲能應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)競爭力。
⑥探索優(yōu)化商業(yè)運(yùn)營模式，加快儲能技術(shù)的市場化步伐。儲能可為未來的能源系統(tǒng)帶來諸多好處，這已逐步得到認(rèn)可，然而儲能所伴隨的成本與收益如何在各方利益相關(guān)者之間分配和流動，尚需進(jìn)一步討論研究。在一定程度上，可參考目前倉儲業(yè)的商業(yè)運(yùn)營模式，分析評估其在儲能商業(yè)進(jìn)程中的可借鑒程度。
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原標(biāo)題:儲能在能源安全中的作用
