中國新能源大發(fā)展在即，對儲能產(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)會突破1.7億千瓦，占全國發(fā)電裝機(jī)總量的比例會超過15%。但由于目前我國電力系統(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。隨著國內(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，對儲能的需求更為迫切。
大容量儲能還可提高能源利用效率，為國家節(jié)約巨額投資。為應(yīng)對城市尖峰負(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—2006年間，為解決全市每年只有183.25小時的尖峰負(fù)荷，僅對電網(wǎng)側(cè)的投資每年就超過200億元，而為此形成的輸配電能力的年平均利用率不到2%。同樣是為了應(yīng)對尖峰負(fù)荷，轉(zhuǎn)而采用大容量儲能技術(shù)，不僅投資會成倍減少，而且由于儲能設(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。
全球儲能技術(shù)主要有物理儲能(如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等)、化學(xué)儲能(如鈉硫電池、液流電池、鉛酸電池、鎳鎘電池、超級電容器等)和電磁儲能(如超導(dǎo)電磁儲能等)三大類。物理儲能中最成熟也是世界應(yīng)用最普遍的是抽水蓄能，主要用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。其能量轉(zhuǎn)換效率在70%—75%左右。目前世界范圍內(nèi)抽水蓄能電站總裝機(jī)容量9000萬千瓦，約占全球發(fā)電裝機(jī)容量的3%。壓縮空氣技術(shù)早在1978年就實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用，但由于受地形、地質(zhì)條件制約，沒有大規(guī)模推廣。飛輪蓄能的特點(diǎn)是壽命長、無污染，但能量密度較低，一直是作為蓄電池系統(tǒng)的補(bǔ)充。電磁儲能技術(shù)現(xiàn)在仍很昂貴，還沒有商業(yè)化。
目前技術(shù)進(jìn)步最快的是化學(xué)儲能，其中鈉硫、液流及鋰離子電池技術(shù)在安全性、能量轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟(jì)性等方面取得一定突破，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。日本在此項(xiàng)技術(shù)上處于國際領(lǐng)先地位，2004年日本在本國Hitachi自動化工廠安裝了當(dāng)時世界上最大的鈉硫電池系統(tǒng)，容量是9.6MW/57.6MWh。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、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，已進(jìn)入商業(yè)化階段。鋰離子電池的基礎(chǔ)材料是鋰，已開始在電動自行車、電動汽車等領(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，大容量鋰電池儲能電站正逐漸興起。
我國企業(yè)已掌握大規(guī)模儲能的關(guān)鍵技術(shù)，擁有自主知識產(chǎn)權(quán)。如北京普能公司通過收購加拿大VRB POWER公司，已擁有世界釩電池50%以上的核心發(fā)明專利，其中15項(xiàng)核心專利可覆蓋全球24個國家和地區(qū)。在電池關(guān)鍵材料方面國內(nèi)企業(yè)也呈現(xiàn)出強(qiáng)大的創(chuàng)新能力，屢屢突破國外產(chǎn)品壟斷和專利封鎖。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，打破了長期以來美國杜邦公司的市場壟斷。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，并已利用國內(nèi)生產(chǎn)成本低的特殊優(yōu)勢，迅速打破了日、美等國少數(shù)公司對我國隔膜材料的壟斷。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，這為同時擁有自主知識產(chǎn)權(quán)和低成本生產(chǎn)優(yōu)勢的中國企業(yè)提供了難得的領(lǐng)先機(jī)遇。如果政策到位，我國儲能產(chǎn)業(yè)既可快速成長為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)，又會極大地促進(jìn)國內(nèi)新能源的規(guī)模化發(fā)展。
