多國加快新型儲能技術(shù)發(fā)展

中國儲能網(wǎng)訊：隨著清潔能源裝機規(guī)模和利用率不斷提升，新能源的波動性、間歇性等技術(shù)缺陷日趨凸顯，由此產(chǎn)生的電力消納難、外送難、調(diào)峰難等問題，嚴重制約行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。作為解決這些難題的有效手段，新型儲能技術(shù)因其承載能力和調(diào)節(jié)能力日益得到眾多國家的青睞。

當(dāng)前，為構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系，一些國家正加快推進儲能行業(yè)由研發(fā)示范向商業(yè)化轉(zhuǎn)型，在技術(shù)裝備研發(fā)、示范項目建設(shè)、商業(yè)模式探索、政策體系構(gòu)建等方面取得積極進展。儲能技術(shù)為構(gòu)建新型電力系統(tǒng)、推進能源革命、實現(xiàn)碳中和目標(biāo)提供了重要支撐，包括新型鋰離子電池、壓縮空氣、氫(氨)儲能、熱(冷)儲能等在內(nèi)的新型儲能技術(shù)正為綠色發(fā)展注入動力。

阿聯(lián)酋——

加快建設(shè)多種儲能設(shè)施

阿聯(lián)酋馬斯達爾城日前宣布啟動一項熱能儲存電力項目，采用再生鋁合金相變材料儲熱技術(shù)，將能量以熱量的形式存儲在由回收鋁和硅制成的金屬合金中，并利用發(fā)電機將其轉(zhuǎn)化為電能，可在一天中的任何時間按需供應(yīng)電力和可用熱量。

馬斯達爾城負責(zé)人阿卜杜拉·巴拉拉表示，該項目采用的再生鋁合金相變材料的儲熱系統(tǒng)性能優(yōu)異，為市場帶來了技術(shù)突破，有利于提高可再生能源的電池存儲能力，推動能源轉(zhuǎn)型。

作為全球主要產(chǎn)油國，阿聯(lián)酋高度重視推動能源的可持續(xù)發(fā)展。根據(jù)阿聯(lián)酋“2050能源戰(zhàn)略”，到2050年，清潔能源在阿聯(lián)酋能源結(jié)構(gòu)中占比將提高至50%。2021年10月，阿聯(lián)酋公布了“2050年零排放戰(zhàn)略倡議”，計劃在可再生能源領(lǐng)域投資超過6000億迪拉姆(約合1644億美元)，力爭到2050年實現(xiàn)溫室氣體凈零排放。阿聯(lián)酋因此成為中東產(chǎn)油國中首個提出凈零排放戰(zhàn)略的國家。

為實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)，阿聯(lián)酋積極發(fā)展可再生能源，推動多種新型儲能設(shè)施開發(fā)。儲能技術(shù)可以很好解決新能源發(fā)電穩(wěn)定性不足以及用電峰值不同造成的資源浪費和收益率低等問題，為可再生能源大規(guī)模發(fā)展提供了有力支撐。

阿聯(lián)酋迪拜馬克圖姆太陽能公園700兆瓦光熱發(fā)電項目，是目前全球裝機容量最大、投資規(guī)模最大、熔鹽罐儲熱量最大的光熱項目。項目采用全球領(lǐng)先的“塔式+槽式”集中光熱發(fā)電技術(shù)，在白天利用熔鹽大量儲存陽光充沛時產(chǎn)生的熱能，在夜間或陰天時提供電力，可實現(xiàn)24小時連續(xù)穩(wěn)定地將太陽能轉(zhuǎn)化為電能。

此外，迪拜電力和水務(wù)局還與2020年迪拜世博會和西門子能源有限公司合作，啟動綠色氫項目，通過利用太陽能完成綠色氫氣的生產(chǎn)、儲存和再發(fā)電。這是中東和北非地區(qū)首個太陽能驅(qū)動的綠色氫儲能設(shè)施。

德國——

推動家用儲能系統(tǒng)普及

在德國，無論城市還是鄉(xiāng)村，建筑物屋頂和外墻成片的光伏發(fā)電板隨處可見。在這些建筑物的地下室里，往往都有一個電冰箱大小的裝置——家用電池儲能系統(tǒng)。這類系統(tǒng)裝機容量一般在10千瓦以下，可以滿足一般家庭大部分電力需求。

一整套家用太陽能和儲能系統(tǒng)，一般需要耗資上萬歐元。盡管價格不菲，但很多德國家庭依然愿意為之埋單，希望通過自建儲能系統(tǒng)，減少電價不斷上漲的壓力，并為環(huán)境保護和綠色能源普及做出貢獻。

德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)一項報告指出，由于太陽能本身是間歇性能源，必須在生產(chǎn)期儲存多余的能量，以補償因天氣等因素帶來的波動。近年來德國電化學(xué)儲能技術(shù)的專利申請數(shù)量急劇上升，其中大部分是基于鋰電池儲能技術(shù)。

本世紀以來，德國可再生能源產(chǎn)業(yè)快速增長，以風(fēng)能、太陽能為代表的新能源發(fā)電占總發(fā)電量的比例從3%增長至約45%。德國的風(fēng)能和太陽能平均利用率達97%，處于全球領(lǐng)先水平，這得益于德國健全的儲能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。

為鼓勵民眾安裝儲能設(shè)備，德國政府出臺一系列支持措施，包括提供最高30%的貸款補貼、用儲能設(shè)備成本抵免個人所得稅等。德國最大的家庭儲能系統(tǒng)制造商Sonnen研發(fā)了一項針對電動車用戶的技術(shù)：使用該公司充電樁的用戶，可以將自家光伏板產(chǎn)生的電力共享給一定范圍內(nèi)的其他成員，相當(dāng)于將發(fā)電裝置、充電樁與電動車電池連接成一個虛擬的巨型儲能系統(tǒng)。用戶彼此消納多余的綠色電力，不但保持了電網(wǎng)穩(wěn)定，還能帶來收益。

根據(jù)德國儲能協(xié)會的最新數(shù)據(jù)，以家庭計算，德國已有超過30萬個家庭安裝了電池儲能系統(tǒng)，平均裝機容量約為8.5千瓦。截至2020年底，德國已有近70%的家用太陽能發(fā)電裝置配置了電池儲能設(shè)施，德國家用儲能系統(tǒng)的裝機容量約為2.3吉瓦。

日本——

聚焦氫儲能系統(tǒng)研發(fā)

去年5月，日本建筑企業(yè)清水建設(shè)公司位于日本金澤市的零排放辦公樓落成。該辦公樓采用太陽能發(fā)電和氫儲能系統(tǒng)，其中氫儲能系統(tǒng)使用的正是該公司研發(fā)的鐵鈦合金儲氫罐。通過使用這套發(fā)電儲能系統(tǒng)，該辦公樓已得到日本政府制定的綠色樓宇ZEB(凈零排放能效建筑)標(biāo)準(zhǔn)認證，即全年一次性能源凈消耗量為零或負數(shù)，實現(xiàn)了樓宇能源的自給自足。

該公司研究人員下田英介表示，鐵鈦儲氫合金在研發(fā)過程中重點聚焦其安全性，經(jīng)過無數(shù)次實驗后才確定了現(xiàn)在具有耐燃特性的成分配比。同時，該合金能吸收存儲1000倍于自身體積的氫氣，一個合金儲氫罐相當(dāng)于同體積1000個大氣壓高壓氫氣儲罐。鐵鈦合金儲氫罐具有安全、經(jīng)濟、高密度等特點，適合大規(guī)模商用。

該辦公樓樓頂還安裝了裝機容量為140千瓦的太陽能發(fā)電設(shè)備，在電力盈余時，用來制備氫氣。制成的氫氣存儲在鐵鈦合金儲氫罐中，在太陽能發(fā)電不足時，儲氫罐釋放氫氣進行燃燒發(fā)電。設(shè)置在該辦公樓地下的多組儲氫罐生產(chǎn)的電力，可滿足辦公樓用電需求。

近年來，日本國內(nèi)氫能產(chǎn)業(yè)鏈不斷擴大，氫能存儲也逐漸由實驗室研究走向商業(yè)化運用階段。日本政府力爭到2050年實現(xiàn)碳中和，將可再生能源作為日本的主要電力來源。根據(jù)日本政府“第六次能源基本計劃”，到2030年可再生能源的發(fā)電比例將從目前的19.8%提高到36%—38%，而氫儲能系統(tǒng)研發(fā)是其中的重中之重。

日本《日刊工業(yè)新聞》報道稱，位于日本愛知縣的埃諾亞公司和東京大學(xué)聯(lián)合研發(fā)的“氫能儲電系統(tǒng)”，已將售價降到市場上同類產(chǎn)品的一半。參與研發(fā)的東京大學(xué)教授杉山正和表示，該系統(tǒng)通過將太陽能發(fā)電轉(zhuǎn)化成氫能，并低成本、長時間存儲，對太陽能進行“夏儲冬用”是完全可行的，未來實現(xiàn)商業(yè)化后市場潛力巨大。

《 人民日報 》( 2022年07月19日 17 版)