儲能：可再生能源實現(xiàn)充分利用的關鍵一環(huán)

據(jù)近期水電水利規(guī)劃設計總院發(fā)布的《中國可再生能源發(fā)展報告2021》所披露的數(shù)據(jù)顯示，2021年我國可再生能源利用總量達到7.5億噸標準煤，占一次能源消費總量的14.2%，減少二氧化碳排放約19.5億噸，為實現(xiàn)“雙碳”目標奠定了基礎。

為應對全球氣候變化，以可再生能源為主體的綠色、低碳、清潔能源體系建設是中國乃至全世界的能源戰(zhàn)略選擇。2021年全國兩會上，中國政府工作報告明確提出，到2030年非化石能源占一次能源消費比重達到25%左右、風電太陽能發(fā)電總裝機容量達到12億千瓦以上等目標。

然而，可再生能源的間歇性和隨機性為電力系統(tǒng)電力電量平衡帶來了巨大挑戰(zhàn)。應對可再生能源風/光發(fā)電與用電負荷之間的電力電量不平衡問題，需要依靠儲能技術(shù)，即在電能較多時將電能儲存在儲能系統(tǒng)中，在電能不足時通過儲能系統(tǒng)的放電進行電能補充。

儲能技術(shù)可分為物理技術(shù)與化學技術(shù)兩大類。物理類儲能技術(shù)包括：抽水儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、超導儲能、顯熱蓄熱、相變蓄熱等?；瘜W類儲能技術(shù)包括：鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池、燃料電池、超級電容、儲氫、熱化學蓄熱等。

在物理類儲能技術(shù)方面，抽水蓄能技術(shù)比較成熟，但其依賴于大型水庫，進一步發(fā)展受到限制;壓縮空氣儲能技術(shù)對環(huán)境友好，適用于大規(guī)模發(fā)展，同時可耦合熱能利用促進可再生能源熱的吸收，具有良好的發(fā)展前景;飛輪儲能技術(shù)則具有高功率、相關設備壽命長等優(yōu)點。

在化學類儲能技術(shù)方面，以鋰電池為代表的電化學儲能技術(shù)已經(jīng)初步進入商業(yè)化、規(guī)模化應用，結(jié)合電動汽車對鋰電池的需求，該技術(shù)將得到更快發(fā)展，但由于其儲能容量較低，因此在大規(guī)?？稍偕茉唇尤敕矫娴膽檬艿较拗疲贿^該技術(shù)可作為抽水儲能和壓縮空氣儲能調(diào)節(jié)電網(wǎng)頻率的補充手段。

相比較而言，目前儲能行業(yè)內(nèi)，物理類儲能技術(shù)中的超導儲能技術(shù)在解決電網(wǎng)瞬間斷電及電壓暫降等方面具有明顯優(yōu)勢，但由于其成本較高，目前應用較少。

就未來儲能技術(shù)發(fā)展而言，對于大規(guī)?？稍偕茉吹睦茫刃枰锢韮δ艿拇笠?guī)模容量保證，又需要化學儲能的快速響應，兩者的高效結(jié)合將是未來可再生能源儲能方面的關鍵。部分新的技術(shù)手段也讓未來可再生能源儲存具有良好前景。例如，近年來受大家關注的先進壓縮空氣儲能技術(shù)，就可采用普通的空氣進行能量儲存，不需要大型水庫，且通過耦合蓄熱技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)零碳排放，大型化后成本顯著降低(相比化學儲能技術(shù))，將在未來可再生能源占比較高的能源系統(tǒng)中占據(jù)重要位置。

(轉(zhuǎn)載自中科院之聲微信公眾號)