【干貨】幾種關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景

能源是人類文明發(fā)展進(jìn)步的根本基石，確保能源的安全供給更是國(guó)家核心利益所在。不僅如此，能源與環(huán)境、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人民生活等議題緊密相關(guān)，因此近幾年來(lái)，能源相關(guān)的話題不僅持續(xù)得到了國(guó)家政府的關(guān)注，而且已經(jīng)受到了廣大普通民眾的極大關(guān)切。近年來(lái)，國(guó)際政治、經(jīng)濟(jì)、能源格局有了新的變化，相應(yīng)的很多國(guó)家也已經(jīng)在能源轉(zhuǎn)型方面開(kāi)展了行動(dòng)。

1、世界范圍內(nèi)能源轉(zhuǎn)型的大背景

最為代表性的就是德國(guó)的能源轉(zhuǎn)型。德國(guó)在風(fēng)電光伏部署，開(kāi)發(fā)各種可再生能源技術(shù)(地?zé)?，光熱，光伏?，與鄰國(guó)進(jìn)行能源互動(dòng)(丹麥)，建設(shè)新一代能源系統(tǒng)示范區(qū)(例如BDI主導(dǎo)的E-Energy項(xiàng)目)方面取得了很多進(jìn)展，改革力度很大。

美國(guó)在過(guò)去幾年中，大力推進(jìn)頁(yè)巖氣革命，從石油進(jìn)口國(guó)變成了出口國(guó)，這促進(jìn)了油價(jià)降低，明顯改變了世界能源格局，此外美國(guó)在部署儲(chǔ)能和光伏(代表為加州)，推動(dòng)電動(dòng)汽車(代表為TESLA)，研發(fā)和推進(jìn)下一代電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)(代表為北卡羅來(lái)納大學(xué)的FREEDM項(xiàng)目)等方面的進(jìn)展值得關(guān)注。

日本歷史上就是一個(gè)缺少能源資源的國(guó)家，這樣的緊迫性使其非常重視在能源材料、器件等方面的研究開(kāi)發(fā)，近年來(lái)其在關(guān)鍵技術(shù)上取得了許多空出的成果，比如電力電子元件、高性能電池(代表為松下)，燃料電池汽車(豐田MIRAI)，大量部署的分布式燃料電池三聯(lián)供系統(tǒng)(代表為ENEFARM)，這些都是能源體系的發(fā)展變革的重要支撐技術(shù)和方向。

我國(guó)能源呈現(xiàn)“富煤、缺油、少氣”的格局，而近年來(lái)隨著國(guó)際能源供應(yīng)形勢(shì)的變化，國(guó)內(nèi)能源環(huán)境方面遇到了越來(lái)越多的矛盾，能源系統(tǒng)面臨著前所未有的轉(zhuǎn)型升級(jí)壓力。一方面是電力供應(yīng)面臨過(guò)剩，可再生能源的利用能力偏弱；另一方面卻是各地基于自身利益考慮以及現(xiàn)有體制限制，仍在大規(guī)模建設(shè)各種火電傳統(tǒng)能源，而傳統(tǒng)能源的利用清潔程度低也是導(dǎo)致近幾年來(lái)霧霾污染現(xiàn)象愈演愈烈的根本原因。

在以上挑戰(zhàn)、背景下，我國(guó)政府近年來(lái)非常重視能源領(lǐng)域的發(fā)展，大力推進(jìn)能源轉(zhuǎn)型，已經(jīng)在國(guó)家戰(zhàn)略層面上開(kāi)展了多項(xiàng)系統(tǒng)層面的研究設(shè)計(jì)任務(wù)，并頒布了一系列的文件來(lái)推進(jìn)轉(zhuǎn)型示范項(xiàng)目的開(kāi)展。國(guó)家能源局在16年頒布了《關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中就提出了對(duì)于發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)/互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源/中國(guó)未來(lái)能源系統(tǒng)發(fā)展的愿景“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源(以下簡(jiǎn)稱能源互聯(lián)網(wǎng))是一種互聯(lián)網(wǎng)與能源生產(chǎn)、傳輸、存儲(chǔ)、消費(fèi)以及能源市場(chǎng)深度融合的能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展新形態(tài)，具有設(shè)備智能、多能協(xié)同、信息對(duì)稱、供需分散、系統(tǒng)扁平、交易開(kāi)放等主要特征。在全球新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革中，互聯(lián)網(wǎng)理念、先進(jìn)信息技術(shù)與能源產(chǎn)業(yè)深度融合，正在推動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)、新模式和新業(yè)態(tài)的興起。能源互聯(lián)網(wǎng)是推動(dòng)我國(guó)能源革命的重要戰(zhàn)略支撐，對(duì)提高可再生能源比重，促進(jìn)化石能源清潔高效利用，提升能源綜合效率，推動(dòng)能源市場(chǎng)開(kāi)放和產(chǎn)業(yè)升級(jí)，形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，提升能源國(guó)際合作水平具有重要意義?！?/p>

2、能源互聯(lián)網(wǎng)重要特點(diǎn)與儲(chǔ)能的重要作用

與此同時(shí)，能源相關(guān)的各公司也都在積極探索能源轉(zhuǎn)型路徑(例國(guó)網(wǎng)公司的全球能源互聯(lián)網(wǎng))。雖然不同機(jī)構(gòu)提出的未來(lái)能源愿景精神上有所不同，哪怕是對(duì)于同一個(gè)概念的解讀也會(huì)有差異(見(jiàn)《能源互聯(lián)網(wǎng)概念、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展模式探索》一文)，但其實(shí)其中體現(xiàn)的精神都具有一定相通性，而且與美日德等國(guó)的能源轉(zhuǎn)型舉措相似，提煉概括主要有以下幾個(gè)方面

淺析幾種關(guān)鍵儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用前景

而在以上的這6個(gè)代表方面，儲(chǔ)能技術(shù)都是有其獨(dú)特的角色和作用的，可以說(shuō)，儲(chǔ)能是能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的一大支柱性技術(shù)。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面

(1)提高可再生能源的比例可以促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，減少化石能源的使用和污染?？稍偕茉闯隽哂虚g隙性，會(huì)隨時(shí)間產(chǎn)生不同時(shí)間尺度上的出力變化波動(dòng)。儲(chǔ)能技術(shù)可以平抑短時(shí)間內(nèi)的波動(dòng)，幫助可再生能源向電網(wǎng)的友好接入，從而切實(shí)提高可再生能源的利用率，減少棄風(fēng)棄光，從而減少化石能源的用量。而在過(guò)去幾年環(huán)境污染嚴(yán)重，可再生能源丟棄受到明顯關(guān)注的大背景下，可再生能源的有效消納必將逐漸成為國(guó)家更為重視的任務(wù)，今后在這方面的儲(chǔ)能的機(jī)會(huì)與需求會(huì)更多。

(2)提高分布式能源的比例，改變傳統(tǒng)電網(wǎng)的完全垂直式的統(tǒng)治結(jié)構(gòu)。中國(guó)傳統(tǒng)的電力、油氣能源系統(tǒng)體現(xiàn)出了完全的自上而下的治理結(jié)構(gòu)，分布式能源占比很低。而在新形勢(shì)下，這樣的能源結(jié)構(gòu)面臨著明顯問(wèn)題系統(tǒng)剛性較大，無(wú)法滿足不斷發(fā)展變化的各種用能用戶靈活多變的用能甚至產(chǎn)能需求，重復(fù)建設(shè)的電站常常來(lái)自于行政式的規(guī)劃，而電網(wǎng)的輸送能力又有限，并未足夠考慮系統(tǒng)用能側(cè)消納能力。

分布式能源建設(shè)將是接下來(lái)幾年大力發(fā)展的方向，一大核心的考慮就在于分布式能源的建設(shè)常?？拷?fù)荷，可以就近消納利用，幾乎不存在消納困難而且可以減少電網(wǎng)長(zhǎng)距離輸電的擴(kuò)容的需求。此外分布式能源還可以因地制宜建設(shè)，綜合利用當(dāng)?shù)氐淖匀?、建筑等方面的條件實(shí)現(xiàn)資源優(yōu)化調(diào)配(比如屋頂光伏等)，因此是目前重點(diǎn)發(fā)展的方向。