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18世紀(jì)美國科學(xué)家本杰明.富蘭克林通過風(fēng)箏實(shí)驗(yàn)成功地“捕捉”到了雷電，工業(yè)革命時期，鉛酸電池、鋰離子電池的出現(xiàn)讓電力儲存成為可能。千百年人類圍繞不同路徑，探索了數(shù)以百計(jì)的儲能方式，并結(jié)合技術(shù)加以創(chuàng)新。如今新型儲能技術(shù)為以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供有力支撐。

2024年，“發(fā)展新型儲能”首次寫入政府工作報告，作為推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)，新型儲能就像一個巨大的“充電寶”，可以把太陽能、風(fēng)能等新能源富余的電能儲存起來，在用電低谷時“充電”，在用電高峰時“放電”。

4月26日，2024中關(guān)村論壇年會——碳達(dá)峰碳中和科技論壇在中關(guān)村國際創(chuàng)新中心召開，中國科學(xué)院工程熱物理研究所所長、研究員陳海生在接受記者采訪時表示，過去五年新型儲能發(fā)展非?？欤?023年新增裝機(jī)較2022年增長近300%，未來新型儲能預(yù)計(jì)會成為電力系統(tǒng)的重要支撐或重要主體。

發(fā)揮“充電寶”作用

“儲能是將能量以某種形式或設(shè)備存儲起來，在需要的時候再釋放的一個過程，儲電、儲熱都是常見的儲能方式”，陳海生介紹，儲能主要解決能量生產(chǎn)和需求在時間、空間以及強(qiáng)度上不匹配的問題。

近年來，太陽能、風(fēng)能等可再生能源在整個電力系統(tǒng)占比提升，可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性對儲能提出更高的要求。中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所副所長、研究員李先鋒認(rèn)為，“未來整個電網(wǎng)可再生能源占比會急劇增加，當(dāng)電力系統(tǒng)變革成以可再生能源為主體的時候，可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性，就對儲能提出更高要求”。

在新型儲能之前，以抽水蓄能為代表的傳統(tǒng)物理儲能方式前期占據(jù)主導(dǎo)。陳海生介紹，以抽水蓄能為代表的傳統(tǒng)儲能2017年仍占比達(dá)99%，這項(xiàng)技術(shù)成熟、規(guī)模大、成本低，應(yīng)用也非常廣泛，但選址受自然資源條件限制，建設(shè)需要兩個水庫和水壩，水庫之間需要有一定落差，同時建設(shè)周期也較長，需要7—10年的時間，此外，調(diào)節(jié)能力也有限。

隨著儲能需求的增加，在抽水蓄能外，包括電化學(xué)儲能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能、儲熱、儲冷、儲氫等新型儲能方式興起。

2024年，“發(fā)展新型儲能”首次寫入政府工作報告，在“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和”中被提及。“儲能被稱為能源革命的關(guān)鍵支撐技術(shù)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和最根本的是化石能源要由主體能源逐步轉(zhuǎn)化成輔助能源，可再生能源要從輔助能源逐步變化成主體能源，而要實(shí)現(xiàn)這個轉(zhuǎn)變必須解決可再生能源的間歇性、不穩(wěn)定性、周期性，新型儲能就是解決可再生能源大規(guī)模利用的關(guān)鍵支撐技術(shù)。”陳海生說道。

相較于抽水蓄能，新型儲能則具備建設(shè)周期短、選址靈活、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢。陳海生表示，“這類技術(shù)建設(shè)周期短，6到24個月就能建成、選址靈活、調(diào)節(jié)能力強(qiáng)，過去五年新型儲能的發(fā)展非?？?，2023年新增裝機(jī)較2022年增長近300%。

國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，截至2023年底，全國已經(jīng)建成投運(yùn)新型儲能項(xiàng)目累計(jì)裝機(jī)規(guī)模達(dá)3139萬千瓦/6687萬千瓦時，平均儲能時長2.1小時。2023年新增裝機(jī)規(guī)模約2260萬千瓦/4870萬千瓦時，較2022年底增長超過260%。

應(yīng)用場景廣闊

2022年1月，國家發(fā)展改革委和國家能源局聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實(shí)施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。

“新型儲能技術(shù)面臨的關(guān)鍵瓶頸問題主要包括儲能的效率、成本、壽命以及安全性等。此外，大規(guī)模儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用也是一個重要的挑戰(zhàn)。”經(jīng)濟(jì)學(xué)家、新金融專家余豐慧在接受記者采訪時表示，針對這些問題，目前正在嘗試解決的一些科研成果或技術(shù)創(chuàng)新包括：研發(fā)更高效的電池、研究新型的物理儲能技術(shù)，如液流電池、固態(tài)電池等，以及開發(fā)更安全的儲能系統(tǒng)等。

目前新型儲能的應(yīng)用主要集中在電力系統(tǒng)。在山東肥城，國際首套300兆瓦先進(jìn)壓縮空氣儲能國家示范項(xiàng)目已完成建設(shè)，正在開展系統(tǒng)調(diào)試工作。在廣東深圳，廣東能源集團(tuán)半固態(tài)電池儲能示范項(xiàng)目也在加速推進(jìn)。

陳海生表示，壓縮空氣儲能接近于抽水蓄能的特性，規(guī)模較大，單機(jī)可以做到100兆瓦至300兆瓦，但其優(yōu)勢在于壽命較長，有40到50年的壽命，儲能周期不受限制，只要儲氣裝置不漏氣，就不會致衰減，此外，成本比較低等。

除壓縮空氣儲能，液流電池作為新型儲能技術(shù)也具備較強(qiáng)應(yīng)用空間。李先鋒介紹，液流電池儲能技術(shù)基本上在發(fā)電側(cè)大規(guī)模使用較多，特別是未來中長式儲能應(yīng)該是更有前景，其優(yōu)勢在于安全，規(guī)?？梢宰龅煤艽?，鋰離子電池大概4個小時，液流電池基本是4—10個小時。

如今加快推動新型儲能規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化和市場化發(fā)展，已成為行業(yè)共識。“新型儲能預(yù)計(jì)未來會成為電力系統(tǒng)的重要支撐或重要主體”,陳海生認(rèn)為，電力系統(tǒng)現(xiàn)在基本上是“源—網(wǎng)—荷”三個主體，后續(xù)會增加“儲”，變?yōu)?ldquo;源—網(wǎng)—荷—儲”四個主體，新型儲能將占到整個電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)體量的10%—15%，為萬億級的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，可再生能源儲能是新質(zhì)生產(chǎn)力的重要增長點(diǎn)。

當(dāng)前新型儲能大規(guī)模建設(shè)初期，新型儲能運(yùn)行考核要求和補(bǔ)償機(jī)制的不明確，也成為影響其調(diào)用水平的原因之一。今年4月，國家能源局發(fā)布《關(guān)于促進(jìn)新型儲能并網(wǎng)和調(diào)度運(yùn)用的通知》，旨在進(jìn)一步規(guī)范并網(wǎng)管理、完善調(diào)度機(jī)制、明確技術(shù)要求，推動新型儲能更好發(fā)揮系統(tǒng)性調(diào)節(jié)作用，為加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)提供堅(jiān)實(shí)支撐。“未來需要儲能成本、體制機(jī)制的進(jìn)一步創(chuàng)新，才能真正地推動大規(guī)模儲能的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。”李先鋒說道。 

原標(biāo)題：2024中關(guān)村論壇年會|新型儲能“充電寶”“蓄”勢待發(fā)