傳統(tǒng)能源的日益匱乏和環(huán)境的日趨惡化，極大地促進(jìn)了新能源的發(fā)展，新能源發(fā)電的規(guī)模也快速攀升。但風(fēng)電、太陽能發(fā)電自身所固有的隨機(jī)性、間歇性特征，決定了其規(guī)模化發(fā)展必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰和系統(tǒng)安全運(yùn)行帶來顯著影響，必須有先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)作支撐。
國(guó)外有關(guān)研究表明，如果風(fēng)電裝機(jī)占裝機(jī)總量的比例在10%以內(nèi)，依靠傳統(tǒng)電網(wǎng)技術(shù)以及增加水電、燃?xì)鈾C(jī)組等手段，基本可以保證電網(wǎng)安全；但如果所占比例達(dá)到20%甚至更高，電網(wǎng)的調(diào)峰能力和安全運(yùn)行將面臨巨大挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能技術(shù)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性問題，可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出，能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化，使大規(guī)模風(fēng)電及太陽能發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。
中國(guó)新能源大發(fā)展在即，對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有更急迫的現(xiàn)實(shí)需求。預(yù)計(jì)到2020年，風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)會(huì)突破1.7億千瓦，占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量的比例會(huì)超過15%。但由于目前我國(guó)電力系統(tǒng)煤電比例較高，在部分地區(qū)又主要是調(diào)峰能力差的供熱機(jī)組，核電發(fā)展很快但卻不能參與調(diào)峰，水電、燃?xì)獍l(fā)電等調(diào)峰性能優(yōu)越的電源所占比例過低，導(dǎo)致現(xiàn)有電力系統(tǒng)接納新能源的能力很弱。
再加上我國(guó)能源資源所在地多遠(yuǎn)離負(fù)荷地，不得不實(shí)施風(fēng)電、光電的大規(guī)模集中開發(fā)、遠(yuǎn)距離輸送，這更進(jìn)一步加大了電網(wǎng)運(yùn)行和控制風(fēng)險(xiǎn)。隨著國(guó)內(nèi)新能源發(fā)電規(guī)模的快速擴(kuò)大，電網(wǎng)與新能源的矛盾越來越突出，對(duì)儲(chǔ)能的需求更為迫切。
大容量?jī)?chǔ)能還可提高能源利用效率，為國(guó)家節(jié)約巨額投資。為應(yīng)對(duì)城市尖峰負(fù)荷，電力系統(tǒng)每年都要新增大量投資用于電網(wǎng)和電源后備容量建設(shè)，但利用率卻非常低。以上海為例，2004年至2006年間，為解決全市每年只有183.25小時(shí)的尖峰負(fù)荷，僅對(duì)電網(wǎng)側(cè)的投資每年都超過200億元，而為此形成的輸配電能力的年平均利用率不到2%。
而同樣是為了應(yīng)對(duì)尖峰負(fù)荷，轉(zhuǎn)而采用大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)，不僅投資會(huì)大大減少，而且由于儲(chǔ)能設(shè)施占地少、無排放，其節(jié)地、節(jié)能、減排的效果是其他調(diào)峰措施無法比擬的。
全球大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)呈多元化發(fā)展格局
全球儲(chǔ)能技術(shù)主要有物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能（如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能等）三大類。
目前技術(shù)進(jìn)步最快的是化學(xué)儲(chǔ)能，其中鈉硫、液流釩及鋰離子電池技術(shù)在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面取得重大突破，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的條件日趨成熟。鈉硫電池的充電效率已可達(dá)到80%，能量密度是鉛酸蓄電池的3倍，循環(huán)壽命更長(zhǎng)。日本在此項(xiàng)技術(shù)上處于國(guó)際領(lǐng)先地位。
2004年日本在Hitachi自動(dòng)化工廠安裝了當(dāng)時(shí)世界上最大的鈉硫電池系統(tǒng)，容量是9.6兆瓦時(shí)/57.6兆瓦時(shí)。液流釩電池的基礎(chǔ)材料是釩，該電池具有能量效率高、蓄電容量大、能夠100%深度放電、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。鋰離子電池的基礎(chǔ)材料是鋰，已開始在電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等領(lǐng)域應(yīng)用。近年來由于磷酸亞鐵鋰、納米磷酸鐵鋰等新材料的開發(fā)與應(yīng)用，大大改善了鋰離子電池的安全性能和循環(huán)壽命，大容量鋰電池儲(chǔ)能電站正逐漸興起。
我國(guó)企業(yè)已掌握大規(guī)模儲(chǔ)能的關(guān)鍵技術(shù)，擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。如北京普能公司通過收購(gòu)加拿大VRBPOWER公司，已在世界上擁有釩電池50%以上的核心發(fā)明專利，其中15項(xiàng)核心專利已在全球24個(gè)國(guó)家和地區(qū)得到應(yīng)用。
在電池關(guān)鍵材料方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)也呈現(xiàn)出強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，屢屢突破國(guó)外企業(yè)對(duì)產(chǎn)品的壟斷和專利封鎖。北京金能燃料電池公司利用自創(chuàng)的樹脂溶解鑄膜法，已批量生產(chǎn)出全氟離子膜，打破了美國(guó)杜邦公司長(zhǎng)期以來的市場(chǎng)壟斷。
深圳星源材料公司通過近5年的自主研發(fā)，目前已掌握了生產(chǎn)鋰離子電池所用關(guān)鍵材料隔膜的核心技術(shù)和生產(chǎn)工藝，并已利用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)成本低的特殊優(yōu)勢(shì)，迅速打破了日、美等國(guó)少數(shù)公司對(duì)隔膜材料的壟斷。深圳方德納米科技公司利用納米技術(shù)，已成功研制出納米磷酸鐵鋰正極材料，主要技術(shù)指標(biāo)全球領(lǐng)先。
儲(chǔ)能技術(shù)正朝著大容量、高轉(zhuǎn)換率和應(yīng)用低成本的方向發(fā)展，這為同時(shí)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和低成本生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)的中國(guó)企業(yè)，提供了難得的領(lǐng)先機(jī)遇。如果政策到位，我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)既可快速成長(zhǎng)為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，又會(huì)極大地促進(jìn)國(guó)內(nèi)新能源的規(guī)模化發(fā)展。
我國(guó)大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展仍面臨諸多體制和政策制約
儲(chǔ)能規(guī)劃缺失。這幾年國(guó)內(nèi)新能源的快速發(fā)展，暴露出準(zhǔn)備上的很多不足。一方面是電網(wǎng)規(guī)劃與電源發(fā)展脫節(jié)，電網(wǎng)沒能及時(shí)跟上新能源的發(fā)展；另一方面是對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)步以及儲(chǔ)能在新能源發(fā)展中的特殊作用認(rèn)識(shí)不足，儲(chǔ)能規(guī)劃與電網(wǎng)、電源規(guī)劃脫節(jié)。“兩個(gè)脫節(jié)”的直接結(jié)果，就是新能源與電網(wǎng)矛盾逐步惡化。
針對(duì)儲(chǔ)能電站的價(jià)格政策和投資回報(bào)機(jī)制缺失?，F(xiàn)在電網(wǎng)側(cè)、發(fā)電端、用戶方面越來越認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)能技術(shù)的獨(dú)特作用，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)也引起了諸多投資者的關(guān)注。但是由于兩方面的價(jià)格政策不到位，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)還缺乏投資回報(bào)機(jī)制。
一是峰谷電價(jià)。由于儲(chǔ)能是在低谷時(shí)“蓄電”、高峰時(shí)“供電”，峰谷電價(jià)差是投資儲(chǔ)能的基本收入來源。歐、美、日等國(guó)家和地區(qū)都有成熟的峰谷電價(jià)政策。而我國(guó)除極少數(shù)地區(qū)有零星的分時(shí)電價(jià)外，基本沒有實(shí)施峰谷電價(jià)。沒有峰谷價(jià)差，誰愿意投資儲(chǔ)能？
二是儲(chǔ)能電價(jià)。由于儲(chǔ)能技術(shù)提高了發(fā)電設(shè)備的利用小時(shí)數(shù)和電能質(zhì)量，增強(qiáng)了電網(wǎng)調(diào)峰能力，節(jié)省了系統(tǒng)投資，促進(jìn)了新能源發(fā)展，又有顯著的減排效果，因此，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)能制定單獨(dú)的電價(jià)政策。但我國(guó)目前沒有專門的儲(chǔ)能電價(jià)，在現(xiàn)有電價(jià)體系中，儲(chǔ)能的建設(shè)和運(yùn)行成本還找不到疏導(dǎo)渠道。
激勵(lì)性政策缺失。盡管近年我國(guó)在大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)成果和人才上有相當(dāng)積累，并且在液流釩電池和鋰離子電池等儲(chǔ)能技術(shù)上處于世界領(lǐng)先地位，甚至相關(guān)企業(yè)的產(chǎn)品已在國(guó)外市場(chǎng)得到認(rèn)可，但國(guó)內(nèi)至今沒有一個(gè)應(yīng)用示范項(xiàng)目，政府對(duì)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的研發(fā)投入也非常少，更談不上對(duì)應(yīng)用的財(cái)政補(bǔ)貼。相比之下，美日等國(guó)支持大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的力度之大卻前所未有。
美國(guó)政府已將大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)定位為支撐新能源發(fā)展的戰(zhàn)略性技術(shù)，今年上半年已撥款20億美元用于支持包括大規(guī)模儲(chǔ)能在內(nèi)的電池技術(shù)研發(fā)。在美國(guó)能源部制定的關(guān)于智能電網(wǎng)資助計(jì)劃中，儲(chǔ)能技術(shù)項(xiàng)目超過了其他所有項(xiàng)目，達(dá)19個(gè)，資金支持力度也最大。
根據(jù)2009年通過的《儲(chǔ)能法案》，美國(guó)對(duì)大容量?jī)?chǔ)能投資將提供20%的投資稅抵扣，對(duì)家庭、工廠、商業(yè)中心的分布式可再生能源應(yīng)用中的儲(chǔ)能部分，也提供20%的投資稅抵扣。加州還對(duì)符合技術(shù)要求、與風(fēng)電或燃料電池配套建設(shè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)提供2美元/瓦的額外補(bǔ)貼。日本政府除直接支持前期研發(fā)外，近年扶持了大量示范性項(xiàng)目，以鼓勵(lì)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的推廣應(yīng)用。
配套的管理規(guī)則和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)缺失。除經(jīng)濟(jì)激勵(lì)外，嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范化管理，也是驅(qū)動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。如西班牙等?guó)就規(guī)定，所有風(fēng)電在上網(wǎng)前必須向電網(wǎng)提供風(fēng)機(jī)出力曲線和發(fā)電短期預(yù)測(cè)曲線，誤差不能超過一定比例，否則將受到懲罰。
這會(huì)倒逼發(fā)電商主動(dòng)采用預(yù)測(cè)技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電與電網(wǎng)建設(shè)的良性發(fā)展。但我國(guó)對(duì)風(fēng)電入網(wǎng)至今沒有強(qiáng)制性的流程和技術(shù)要求，很多風(fēng)電企業(yè)認(rèn)為只要發(fā)出電，不論多少、優(yōu)劣，電網(wǎng)就必須全額接收，在這種情況下，發(fā)電企業(yè)自然沒有動(dòng)力采用儲(chǔ)能技術(shù)。
促進(jìn)大容量?jī)?chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策建議
將儲(chǔ)能與新能源發(fā)展同步規(guī)劃。按照實(shí)現(xiàn)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)行和效率最優(yōu)的原則，在規(guī)劃新能源發(fā)電和電網(wǎng)輸送線路的同時(shí)，應(yīng)提出相應(yīng)的儲(chǔ)能解決方案，明確儲(chǔ)能發(fā)展的規(guī)模和建設(shè)區(qū)域等。要盡量防止已經(jīng)在風(fēng)電和太陽能發(fā)電領(lǐng)域出現(xiàn)的發(fā)、輸、儲(chǔ)脫節(jié)的現(xiàn)象。
實(shí)施峰谷電價(jià)和儲(chǔ)能電價(jià)政策。峰谷電價(jià)在不同地區(qū)可有所差別，但應(yīng)盡量為電網(wǎng)削峰填谷和吸引儲(chǔ)能投資創(chuàng)造更大空間。儲(chǔ)能電價(jià)可參照火電脫硫電價(jià)，在原新能源電價(jià)基礎(chǔ)上加上幾厘錢，形成含儲(chǔ)能配套的新能源電價(jià)。建議在政府指導(dǎo)下采用招標(biāo)機(jī)制，通過市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形成。
規(guī)范新能源發(fā)電技術(shù)要求與并網(wǎng)管理。國(guó)家應(yīng)出臺(tái)有關(guān)新能源并網(wǎng)的強(qiáng)制性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，建立并網(wǎng)認(rèn)證和檢測(cè)制度。實(shí)施新能源發(fā)電出力短期預(yù)測(cè)報(bào)告制度，提高短期預(yù)測(cè)能力和水平。完善全額收購(gòu)制度，電網(wǎng)公司對(duì)符合入網(wǎng)要求的電能應(yīng)及時(shí)全額接收，對(duì)電能質(zhì)量差、發(fā)電預(yù)測(cè)誤差大的新能源發(fā)電可選擇性接收，并建立相應(yīng)的懲罰機(jī)制。
鼓勵(lì)投資主體多元化。大容量?jī)?chǔ)能電站的投資，不宜再適用國(guó)家目前針對(duì)抽水蓄能電站作出的只能由電網(wǎng)企業(yè)全資建設(shè)、不允許其他投資方參股的規(guī)定。在理順投資回報(bào)機(jī)制、規(guī)范入網(wǎng)技術(shù)要求的前提下，應(yīng)鼓勵(lì)發(fā)電商、電網(wǎng)公司、用戶端、第三方獨(dú)立儲(chǔ)能企業(yè)等任何有條件的投資方，投資建設(shè)儲(chǔ)能裝置。
加緊安排多個(gè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目。要通過實(shí)施若干個(gè)儲(chǔ)能示范項(xiàng)目為本國(guó)儲(chǔ)能企業(yè)提供重要的工程實(shí)踐機(jī)會(huì)，為未來大規(guī)模應(yīng)用積累技術(shù)數(shù)據(jù)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
在示范項(xiàng)目中，要結(jié)合各類儲(chǔ)能技術(shù)的性能，在全面評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上，根據(jù)具體用途選用合適的儲(chǔ)能技術(shù)。早期的示范項(xiàng)目可先與風(fēng)電、太陽能發(fā)電相結(jié)合，探索風(fēng)光儲(chǔ)一體化模式。電
網(wǎng)公司是示范項(xiàng)目的重要組織者和建設(shè)者，國(guó)家主管部門應(yīng)要求并支持電網(wǎng)公司建設(shè)多個(gè)示范項(xiàng)目。需要進(jìn)一步明確的是，示范項(xiàng)目的技術(shù)來源應(yīng)以本國(guó)企業(yè)為主，主要支持本國(guó)自主技術(shù)發(fā)展，不能在示范過程中用財(cái)政補(bǔ)貼去變相支持國(guó)外零部件商或整機(jī)廠。
加大對(duì)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的研發(fā)投入，鼓勵(lì)儲(chǔ)能技術(shù)多元化發(fā)展。儲(chǔ)能技術(shù)的研究應(yīng)超前于需求發(fā)展，不能等到出現(xiàn)瓶頸的時(shí)候再考慮加大投入。應(yīng)將大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)研究及其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用列入國(guó)家科技重大專項(xiàng)。
由于目前還沒有任何一項(xiàng)儲(chǔ)能技術(shù)完全勝任各種應(yīng)用領(lǐng)域的要求，因此在重點(diǎn)扶持液流釩電池、鋰離子電池等關(guān)鍵技術(shù)的同時(shí)，也應(yīng)鼓勵(lì)和支持其他儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展。進(jìn)一步加大對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)基礎(chǔ)研究的投入，鼓勵(lì)原始創(chuàng)新，掌握自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。
