新能源储能技术难突破成为瓶颈

　　在北京刚闭幕的“风电与电网协调发展”课题阶段性成果发布会上，国家能源局新能源与可再生能源司副司长史立山指出，发展风电是解决我国能源环境问题的重要措施，而解决风电的并网运行问题则是我国风电大规模发展的基础。

　　中国电力科学院教授戴慧珠指出，对于风电这类具有间歇性的能源产品，其与其他产品的不同之处就在于它的产品的生产、运输、消耗同时发生。因为没有一个仓库储存。

　　在转变发展方式、发展低碳经济的要求下，新能源拥有着广阔的前景，而当下面临的瓶颈也促使越来越多的企业和研究人士把目光投向储能技术上。

　　在研究者看来，储能技术的突破或将能够缓解不同电力之间的利益之争，推动新能源产业的快速发展，更重要的是能够高效利用清洁能源，改变我国能源构成比例，促进节能减排。更大的意义在于大力推动中国的储能技术研发，促进储能产业化应用，这将促进我国新能源科技的发展。

　　因此，有储能专家认为，解决间歇性和随机性是目前有效利用这类新能源的核心问题之一。而这其中，储能产品的开发和应用又是新能源科技发展中的核心问题之一。

　　新能源无“仓库储能”的尴尬

　　“现在风力发电的情况，有点像公路上的汽车。车多路少，特别拥挤”，戴慧珠认为，风电并网难题已经成为风电发展的最大瓶颈。她指出，由于我国的风电发展超出预期，而我国的电网设计是按照原有的预想速度发展，所以导致风电项目虽然上马，却不能实现全部电能上网。

　　如火如荼的风电建设引起了风电是否会过剩的担忧，而真正的根源在于风电上网遭遇两大难题。

　　首要因素是利益纷争。在电网承载有限的情况下，风电的发展将不可避免地同火电与水电发生运输线路和市场的争夺。史立山曾在公开场合表示，随着我国风电规模的扩大，我国风电发展面临的环境发生了变化。风电发展面临的制约由设备制造能力制约变成了市场制约。究其原因在于风能资源与电力市场不匹配。风能资源丰富的地区用电市场小，在全国的大市场来看，却又面临着风电并网和运行难的问题。他直言，“这既与电网结构和输运能力有关，也与认识水平、管理体制有关，而核心是如何调整好各方面的利益关系。”

　　其次，部分新能源产业的发展也受自身的特性所限。戴慧珠指出，小的风电会引起电能质量、电压的问题，大规模的电源还会引起稳定性问题和调峰、调频的问题。其他的电源比如说火电、水电，都是可以听从调度的，核电一般是发基荷，就是一个比较稳定的基本负荷，火电、水电是听命令，风电从能源上来说是随机的。

　　牟峰为本刊分析，以风电和光伏发电为例，其都具有间歇性，并不是在最需要的时候出现。“甚至是在你不要的时候大量发电”。

　　带来的直接问题是，电力质量受电压波动和频率波动等因素影响，质量难以保证。在电力调频上，频率波动更加频繁。在电力调峰方面，调峰任务更加繁重。电网公司暂时无法接纳这么多的风电，目前的电网从现有基础上无法消纳。进一步的影响则表现为新能源投资效率的低下。

　　专家指出，风场投资不能有效利用便是一个例子。截止到2009年年底，我国风电并网1613万千瓦，但尚有500万千瓦未能并网。在东北地区、内蒙古大部分地区，冬天风电遭弃现象严重。

　　甘肃酒泉风电基地是我国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地，根据建设规划，到2010年，酒泉风电装机容量将达到516万千瓦，2015年将达到1271万千瓦以上。目前，甘肃风电行业发展的瓶颈已经逐渐显现。发电容易输送难、电网调峰能力不足等成为最大的制约。随着未来风电基地的建设，输运难的矛盾将更加凸显。

　　受访专家说，不止风力发电，未来无论是新能源汽车、电动车还是太阳能光伏发电等，其大规模推广和商业化应用，除政策等宏观环境外，前提和关键在于高效、绿色的储能技术和产品。

　　储能技术的突破效应

　　业内观点认为，困扰能源业发展的核心问题——新能源并网问题，在近期解决无望。新能源、智能电网、电动汽车，这未来三大新兴产业的发展瓶颈都指向了同一项技术——储能技术。

　　有专家介绍，储能技术是将电力转化成其他形式的能量，并在需要的时候以电的形式释放。主要包括三方面：一是物理储能，代表技术有抽水储能、压缩空气储能、蓄冰储能等，该种储能方式储能媒介不发生化学变化，效率较低。

　　二是化学储能，代表技术为铅酸电池、锂电池、钒电池、钠硫电池等。此种方式的充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变价，不足之处在于电池寿命相对有限。

　　三是其他储能，包括超导储能、飞轮储能及超级电容等，这种方式电能以电磁能、动能等形式进行储存，充放电速度快，效率可以非常高。在诸多的储能类型中，燃料电池、液流电池和超导储能等都处于发展中。

　　储能技术的发展和应用，将有助于打破风电、光伏发电等的接入和消纳瓶颈问题，能够降低配套输电线路容量需求，缓解电网调峰压力。同时还能够消除风电、光伏发电的波动，改善电力质量，降低离网电力系统的运行成本和碳排放。“这也是未来智能电网的重要组成部分。”

　　中国电力科学研究院电工研究所所长来小康指出，储能电池对国家电网具有重要意义，是实现电网互动化管理的有效手段。

　　储能电池在电网中的应用主要分跟踪负荷式和跟踪电源式两种，可以保障可再生能源功率的平滑输出，降低功率预测偏差，也可以采用分布式储能技术解决局部电压控制问题，促进节能减排、设备应用充分高效、减少资源浪费、提高用电可靠性、改善电能质量。

　　对于发展储能技术的重要意义，早在2009年5月26日在北京举行的“首届国际储能技术大会”上，中国工程院院士杨裕生就强调，发展规模储能产业关系到国计民生，具有越来越重要的社会地位和经济地位。

　　国务院发展研究中心张永伟博士则指出，发展储能产业不仅仅是技术手段，还应该上升到产业层面，甚至国家战略层面；国家应该进一步明确发展储能产业的战略意义，推动节能环保、新能源、增强国家电网能力、提高国家竞争力。

　　“不能等肚子饿了才去种麦子”

　　国家“973”项目“大规模高效液流储能电池技术的基础研究”首席科学家、中科院大连化学物理所研究员张华民指出，可再生能源和智能电网的发展都已受到国家重视，但是储能技术的发展远远跟不上新能源技术的发展需要。

　　随着储能技术地位和作用的凸显，储能技术的研究逐渐引起重视，标志之一便是中国储能电池产学研技术创新联盟于2009年11月在天津筹备成立。从世界范围来看，由于新能源和智能电网的发展，储能技术受到前所未有的关注，欧盟、韩国、日本等也都设立专项经费支持储能技术的研究与开发。

　　储能是一个产业链很长的产业。储能产业的发展，首先需要国家在关键材料，低成本、高性能的双极板材料及离子交换膜材料工程化技术上，进行研究开发及储能电池系统的应用示范。牟峰说，日本政府和美国政府对先进储能技术的支持力度最大，也最持久。

　　2009年11月，美国能源部长朱棣文宣布投资6.2亿美元资助先进智能电网技术示范项目和综合系统，共资助32个示范项目，大规模的储能技术被放到了首位。

　　1986年，日本就成立了超导储能研究会，任务是实现超导储能的实际应用，为日本超导储能技术的独立发展作出贡献。目前，日本在钠硫电池领域也处于较为领先的位置。

　　但在专家看来，目前的储能技术在世界范围内都还没有胜出者。在储能领域，各国都处于产业应用的初级阶段，我国与国际先进水平差别不大，加大储能技术的研发力度有助于我国在未来的国际竞争中占据有利地位。

　　“目前储能技术的开发远远落后于风能和太阳能的发展，各国都急于发展储能技术。”张华民说，技术成熟度低、示范应用经验少是国内储能技术普遍存在的问题。

　　储能专家介绍，我国在储能技术的研究和应用上应该说总体上与国外有一定的差距，但在不同的细分技术方面，我国在极少数技术领域具有世界领先的技术，例如在钒电池技术方面，普能公司收购加拿大VRBPower公司以后，我们可以代表世界领先水平，但在更多的储能技术上，我们和国际先进水平还存有相当的差距；从产业链上来看，我国的储能技术和国际先进水平差距就更大。

　　“不能等肚子饿了才去种麦子”，杨裕生在提到储能技术研究的重要性和迫切性时，作了一个形象的比喻。

　　他认为，规模储能技术及其产业不是一个立即就能赚钱的行业，需要政府的优惠政策。政府应将规模储能技术及其产业化应用，列为“十二五”规划的重大专项，加强储能技术基础研究的投入，切实鼓励创新，掌握自主知识产权。同时，从规模储能技术发展起始就重视环境因素，防治环境污染；充分发挥储能在节能减排方面的作用，把对新能源的鼓励政策延伸到储能环节。