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儲能技術(shù)在堅強(qiáng)智能電網(wǎng)中具有非凡意義，是提高電力系統(tǒng)安全性、穩(wěn)定性和可靠性的重要手段。“優(yōu)質(zhì)、自愈、安全、清潔、經(jīng)濟(jì)、互動”是我國智能電網(wǎng)的設(shè)定目標(biāo)，儲能技術(shù)具備的諸多特性使其在發(fā)、輸、配、用電各環(huán)節(jié)中均可得以應(yīng)用，具有重大的戰(zhàn)略需求、研究價值和發(fā)展?jié)摿Α?
為什么需要儲能技術(shù)？
首先，儲能技術(shù)在新能源發(fā)電中具有重要作用，是實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)能、太陽能等可再生能源應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。利用儲能可以平滑可再生能源出力波動，解決發(fā)電與用電的時差矛盾，跟蹤計劃發(fā)電、調(diào)峰調(diào)頻等，滿足可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)的接入要求，確保供電可靠性。
其次，儲能技術(shù)在分布式發(fā)電中具有重要作用，是節(jié)省投資、降低能耗、提高電網(wǎng)安全性和靈活性的主要方法。在用戶側(cè)實現(xiàn)分布式儲能，讓用電負(fù)荷變得可控，可實現(xiàn)真正意義上的需求側(cè)管理。用作備用電源，可保證在非常時期穩(wěn)定、及時的應(yīng)急電力供應(yīng)。
另外，儲能技術(shù)在電動汽車發(fā)展中具有重要作用，是解決能源和環(huán)境問題的有效手段。目前電動汽車還存在充電時間長、續(xù)駛里程短、使用成本高等問題，隨著動力電池技術(shù)進(jìn)步和采用儲能技術(shù)的充電站建設(shè)，必將進(jìn)一步推動電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
儲能現(xiàn)狀
從市場規(guī)模角度，根據(jù)儲能聯(lián)盟項目庫不完全統(tǒng)計，截至2016年年底，我國投運(yùn)的儲能項目累計裝機(jī)規(guī)模24.3GW，同比增長4.7%；新增投運(yùn)儲能項目裝機(jī)規(guī)模101.4MW，同比增長299%。
從實現(xiàn)手段角度，目前分布式儲能有電池儲能，相變儲能，顯熱儲能，飛輪儲能，抽水儲能，超級電容儲能及壓縮空氣儲能等眾多方式。截至2016年年底，抽水蓄能的裝機(jī)規(guī)模所占比重最大；電化學(xué)儲能裝機(jī)位列第二，累計規(guī)模為243MW，同比增長72%。
從應(yīng)用領(lǐng)域角度，2016年新增投運(yùn)的電化學(xué)儲能項目中，分布式發(fā)電及并網(wǎng)領(lǐng)域的同比增速最大，為727%；其次是可再生能源并網(wǎng)領(lǐng)域，增速523%。
從地域分布角度，2016年新增投運(yùn)的電化學(xué)儲能項目主要分布在西北和華東地區(qū)，比重分別為55%和25%。其中，鋰離子電池儲能在東北、華中、華南、西北和西南地區(qū)均占據(jù)最大比重；鉛蓄電池儲能在華北和華東地區(qū)應(yīng)用居多；液流電池儲能項目主要分布在東北地區(qū)。
目前我國電化學(xué)儲能發(fā)展迅速，國內(nèi)儲能項目大部分使用鋰離子電池和鉛蓄電池，在分布式微網(wǎng)、電網(wǎng)輔助服務(wù)、用戶側(cè)需求響應(yīng)方向應(yīng)用最廣。此外，儲能技術(shù)在電動汽車充換電方面也發(fā)揮了很好的作用，如建立V2G系統(tǒng)，光儲充一體化系統(tǒng)等。
然而，儲能技術(shù)還存在一些問題。比如，國內(nèi)儲能項目仍處于商業(yè)化初期，由于初投資成本高又缺乏明確的收益模式，很多項目處于示范或模式探索階段，離大規(guī)模商業(yè)化推廣尚有一定距離。另外，現(xiàn)階段國內(nèi)尚未出臺儲能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化相關(guān)的政策體系和價格機(jī)制，參與電力市場的機(jī)制和細(xì)則也不健全。盡管儲能具備平抑新能源波動，改善電能質(zhì)量，應(yīng)急備用，無功補(bǔ)償?shù)茸饔茫浔旧聿⒉划a(chǎn)生電量，如何為儲能做一個一般性定價是一個難點(diǎn)。再有，儲能技術(shù)進(jìn)步關(guān)鍵在于材料技術(shù)突破。隨著儲能新材料的不斷創(chuàng)新發(fā)展，在儲能元件延長使用壽命、提高能量密度、縮短充電時間和降低成本等方面均有望取得重要突破。
技術(shù)創(chuàng)新
建造智慧城市，首先要學(xué)會利用清潔能源。低碳的能源利用方式對城市綠色發(fā)展至關(guān)重要。而儲能技術(shù)在實現(xiàn)這一目標(biāo)的路上，扮演著關(guān)鍵角色。
一是推動集中式與分布式儲能協(xié)同發(fā)展。利用儲能技術(shù)，開發(fā)儲電、儲熱、儲冷、清潔燃料存儲等多類型、大容量、低成本、高效率、長壽命的儲能系統(tǒng)，在集中式風(fēng)光電站或分布式發(fā)電應(yīng)用場景下，可實現(xiàn)儲能系統(tǒng)與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，實現(xiàn)儲能設(shè)備的混合配置、高效管理、友好并網(wǎng)。
二是加快推進(jìn)能源消費(fèi)智能化。利用儲能技術(shù)，建設(shè)以智能終端和靈活交易為主要特征的智能小區(qū)、智能樓宇和智能園區(qū)，支撐智慧城市建設(shè)，有利于電力需求側(cè)管理和智能化用能。
三是加強(qiáng)多能協(xié)同綜合能源設(shè)施建設(shè)。利用儲能技術(shù)，推動支撐電、冷、熱、氣、水等多種能源形態(tài)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，保證能源傳輸?shù)撵`活可控和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
四是促進(jìn)新能源與電動汽車協(xié)同優(yōu)化運(yùn)行。利用儲能技術(shù)，在公路、景區(qū)、公共場所等區(qū)域因地制宜建設(shè)新能源充放電站，可提高電動汽車充放電、換電業(yè)務(wù)，實現(xiàn)V2G的協(xié)同運(yùn)行。
商業(yè)模式
目前國內(nèi)儲能市場中，有兩類比較典型的商業(yè)模式。
第一，在新能源發(fā)電領(lǐng)域建設(shè)獨(dú)立儲能電站的模式。即協(xié)調(diào)區(qū)域內(nèi)風(fēng)光電站和儲能電站的聯(lián)合運(yùn)行，在目前的高成本水平下，最大程度的發(fā)揮儲能電站的價值，幫助解決可再生新能源消納難題。
第二，工商業(yè)儲能項目“投資+運(yùn)營”的模式。即儲能企業(yè)作為投資方的同時，還負(fù)責(zé)整體運(yùn)營。通過谷時充電蓄能、峰時放電供能及智慧用能管理，一方面通過峰谷電價差套利為客戶節(jié)約電費(fèi)，另一方面進(jìn)行負(fù)荷與發(fā)電預(yù)測以及能量調(diào)度，實現(xiàn)電能的精細(xì)化管理與優(yōu)化。
具體而言，分布式儲能也呈現(xiàn)多種發(fā)展模式。英國的一家研究機(jī)構(gòu)總結(jié)有4種類型：“免費(fèi)午餐”模式，虛擬電廠、削峰和社區(qū)儲能。各種模式均有其獨(dú)特的運(yùn)營方法和特殊價值，共同推動著能源體系的快速變革。在國內(nèi)，分布式儲能系統(tǒng)的應(yīng)用主要有兩大功能，一是保證分布式系統(tǒng)的用電質(zhì)量；二是儲能削峰填谷，利用峰谷電價差獲得利潤。目前有很多應(yīng)用集中在數(shù)據(jù)中心，因數(shù)據(jù)中心能耗高，電費(fèi)約占整個運(yùn)行成本的40%，通過儲能可大大為數(shù)據(jù)中心降本增效，算是比較成功的商業(yè)模式。
儲能展望
目前中國應(yīng)用的儲能技術(shù)主要分為三類：
（1）以抽水蓄能儲能為主的物理儲能；
（2）電池為主的電化學(xué)儲能；
（3）以相變材料或水、顯熱儲熱的儲熱。
（1）以抽水蓄能儲能為主的物理儲能；
（2）電池為主的電化學(xué)儲能；
（3）以相變材料或水、顯熱儲熱的儲熱。
通過對國內(nèi)儲能企業(yè)和集成商的項目規(guī)劃及未來發(fā)展趨勢的調(diào)查和研究，CNESA研究部對中國儲能市場2017～2020年的裝機(jī)規(guī)模進(jìn)行了預(yù)測，單電化學(xué)儲能方面，到2020年年底預(yù)計累計裝機(jī)量將達(dá)到2GW，是2015年年底累計裝機(jī)量的近15倍。綜合三種儲能技術(shù)，預(yù)計總裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到44GW。
就中國而言，儲能市場前景很大。根據(jù)《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃(2016～2030年)》，到2020年示范推廣10MW/100MWh超臨界壓縮空氣儲能系統(tǒng)、1MW/1000MJ飛輪儲能陣列機(jī)組、100MW級全釩液流電池儲能系統(tǒng)、10MW級鈉硫電池儲能系統(tǒng)和100MW級鋰離子電池儲能系統(tǒng)等一批趨于成熟的儲能技術(shù)。新一輪電力體制改革將為新能源分布式電源和儲能應(yīng)用打開市場。從經(jīng)濟(jì)性上看，儲能成本會隨著規(guī)模化應(yīng)用和電池產(chǎn)能過剩而快速下降，回收期逐漸縮短，并開始逼近贏利點(diǎn)。
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