大規(guī)模儲能是低碳能源發(fā)展的必然技術(shù)途徑，配置大規(guī)模儲能可提升可再生能源并網(wǎng)友好性,顯著提高其消納利用水平。要讓儲能行業(yè)健康發(fā)展，要從能源理論、能源技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策和金融手段四個維度進行創(chuàng)新發(fā)展。我國電力市場尚未市場化，產(chǎn)業(yè)政策是發(fā)展儲能的重要推動力，近幾年無論國家層面還是地方政府層面都出臺了一系列的儲能政策，相信隨著這些儲能政策的落地和實施，我國儲能將會得到長足的發(fā)展。

——國家能源集團北京低碳研究院院長助理繆平

2020年11月11日，中國能源研究會年會2020-儲能分論壇在北京成功舉辦。本次論壇由中國能源研究會主辦，中國能源研究會儲能專業(yè)委員會、中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟聯(lián)合承辦，會議主題聚焦“儲能創(chuàng)新應(yīng)用促進多源融合發(fā)展”。國家能源集團北京低碳研究院院長助理繆平作了“能源清潔低碳發(fā)展趨勢下的儲能支撐技術(shù)”主旨報告。

繆平：大家上午好！今天我報告的題目是“能源清潔低碳發(fā)展趨勢下的儲能支撐技術(shù)”，將從以下幾個方面跟大家探討：

一是發(fā)展低碳清潔能源技術(shù)，推進能源革命

剛才吳總也提到了，在第75屆聯(lián)合國大會上，中國已經(jīng)鄭重承諾，將采取更加有力的政策和措施，力爭在2030年碳排放達到峰值，努力爭取在2060年達到碳中和。我國做出這個承諾是有底氣的，在“十二五”之前我們國家大力發(fā)展能源，解決了能源供應(yīng)問題。到了“十二五”和“十三五”期間進行了能源消費、供給、技術(shù)和體制的革命。通過這些年的努力，我國的能源革命取得了令世界矚目的成就，我國的非化石能源發(fā)展速度和投資力度都引領(lǐng)全球，這些成就為我們實現(xiàn)2030年和2060年的碳排放目標打下了扎實的基礎(chǔ)。與此同時，我們也看到，我們國家能源結(jié)構(gòu)還沒有完成根本的轉(zhuǎn)型，還有一些深層次的矛盾和問題需要解決。例如，在目前電力市場當中，火電的主體能源作用依然十分顯著，占我國電力結(jié)構(gòu)的59%左右，非化石能源發(fā)展還有很大空間，這也說明我國可再生能源資源潛力巨大，目前已經(jīng)開發(fā)利用的風電、光伏只有潛在資源的一成左右。

但是，新能源隨機性、波動性較大，發(fā)電出力無法按需控制；新能源高滲透率的電網(wǎng)不能很好滿足負荷需求，導(dǎo)致電網(wǎng)穩(wěn)定性降低；而電力系統(tǒng)發(fā)、輸、用電瞬時完成，需時刻保持平衡。在這種情況下配置大規(guī)模儲能可以提升可再生能源并網(wǎng)友好性，顯著提高可再生能源的消納利用水平。

要讓儲能這個行業(yè)健康發(fā)展，需要在能源理論、能源技術(shù)、產(chǎn)業(yè)政策上進行創(chuàng)新，還要用好金融手段。

從制度層面來講，產(chǎn)業(yè)政策是儲能發(fā)展的重要動力。尤其是目前我國整個電力市場還沒有完全開放和市場化，所以可以說政府層面的產(chǎn)業(yè)政策掌握著儲能產(chǎn)業(yè)的命運。今年，無論是在國家層面還是在地方政府層面都出臺了一系列的鼓勵儲能的政策，我相信隨著這些儲能政策的落地和實施，我國的儲能事業(yè)將會得到長足的發(fā)展。

能源技術(shù)在不斷發(fā)展，從集中式向分布式、數(shù)字化和氫能發(fā)展。在能源技術(shù)革命的各個階段中，儲能扮演著重要的角色，同時儲能本身的技術(shù)也在不斷向前發(fā)展，從單純的儲能發(fā)展到分布式儲能、大容量儲能和長時氫儲能等。

通過“多能源+儲能”可以形成碳平衡的生態(tài)系統(tǒng)。在這個生態(tài)系統(tǒng)中，風電、光伏、水電、火電和氫能及儲能相融合，衍生出一個“互助、互融、互生、不會相克”的五行能源生態(tài)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的火電，化工、建筑、交通運輸?shù)犬a(chǎn)業(yè)，都可以和可再生能源、氫能、儲能等新興的產(chǎn)業(yè)結(jié)合起來，產(chǎn)生新的增長動力。

從能源技術(shù)創(chuàng)新的角度來看，我們需要研究開發(fā)一系列能源前沿技術(shù)，包括低成本的新能源技術(shù)、低成本的儲能技術(shù)、高效電解制氫技術(shù)、大數(shù)據(jù)與區(qū)塊鏈技術(shù)、控制與軟件技術(shù)等等，目的是要實現(xiàn)儲能成本大幅降低、儲能系統(tǒng)安全可靠以及儲能控制系統(tǒng)的智能化。

二、可再生能源發(fā)電側(cè)儲能關(guān)鍵技術(shù)。

儲能技術(shù)百花齊放，多種多樣，到底選擇什么樣的儲能技術(shù)，要根據(jù)需求來確定，即根據(jù)儲能的規(guī)模、儲能時長來確定用什么樣的儲能技術(shù)。

儲能技術(shù)要有一個評價的標準體系，可以從五個維度來進行評價：第一，安全性是儲能技術(shù)評價第一要素。儲能規(guī)模比較大，電池電堆數(shù)量多，比較集中，控制起來比較復(fù)雜，投資也比較大，所以千萬不能發(fā)生安全事故；第二是成本。儲能成本一直是企業(yè)需要考量的最重要的一個部分，儲能全生命周期的度電成本和里程成本是考察儲能經(jīng)濟性的重要指標；第三，資源可持續(xù)利用性。儲能是個資源密集型的行業(yè)，儲能的載體是化學(xué)物質(zhì)，比如說鋰、錳、鈷、鎳、釩，這些化學(xué)物質(zhì)，資源是有限的。所以，考慮電化學(xué)儲能時，也要考慮這些物質(zhì)是否可以持續(xù)或循環(huán)利用。第四是環(huán)境友好性。第五，當然要考量儲能系統(tǒng)的性能，比如容量、功率、循環(huán)效率、壽命、放電深度等因素，需要根據(jù)應(yīng)用場景來進行適宜的配置。

儲能技術(shù)主要包括這幾大塊：物理儲能、化學(xué)儲能、電化學(xué)儲能、儲熱儲能。目前以抽水蓄能占比最大，電化學(xué)儲能發(fā)展最迅猛。目前主流的電化學(xué)儲能技術(shù)路線包括鋰離子電池、液流電池、鉛酸電池。

這里做了一個簡單的對比，從鋰電池、鉛酸電池、氫燃料電池、全釩液流電池的對比當中，我們認為鋰電池占有統(tǒng)治性的地位，它的技術(shù)比較成熟，加上動力電池迅猛發(fā)展，公眾和市場對鋰電池接受度高，鋰電池未來依然會是整個電化學(xué)儲能當中具有統(tǒng)治地位的技術(shù)。全釩液流電池具有比較好的安全性和比較長的循環(huán)壽命，資源友好性比較好。在未來，全釩液流電池可以在大規(guī)模儲能中占有一席之地。從安全性來看，全釩液流電池（這里主要指的是高功率的全釩液流電池），它的安全性比鋰電池要好，這兩種電池的規(guī)模各有各的應(yīng)用場景。從成本來講，這兩種電池儲能的度電成本和投資成本未來都會大幅度下降。壽命方面是全釩液流電池比鋰電池要好一些，但是在能量密度和效率方面，鋰電池占有比較大的優(yōu)勢。所以這兩種電池各具優(yōu)勢，新一代的全釩液流電池更加適合于高安全、大規(guī)模、長壽命、長時間的充放電和可再生能源的應(yīng)用場景。

下面說說梯次電池儲能。對梯次電池儲能，業(yè)界可能有不同的聲音，在我看來，無論是什么樣的電池，只要它具有經(jīng)濟性，只要它是安全的，有適用的應(yīng)用場景，就有它的江湖地位。低碳院為國家能源集團內(nèi)部的風光儲項目開發(fā)了梯次電池儲能系統(tǒng)，采用了多簇并聯(lián)技術(shù), 可以實現(xiàn)梯次電池高能量利用率，同時在壽命、成本、安全等方面采取一系列優(yōu)化設(shè)計，比如，采用磷酸鐵鋰動力電池，降低成本；根據(jù)電池?SOC進行模組間功率分配，減緩電池衰減；根據(jù)梯次電池的特性，優(yōu)化容量/功率配置、充放電倍率；采用主控均衡BMS，改善電池的一致性；采用模塊化結(jié)果，減低木桶效應(yīng)，提高能量利用率；采用多級保護、故障預(yù)測、系統(tǒng)熱管理、預(yù)警應(yīng)急以及自動消防等措施，大大提升系統(tǒng)的安全性

簡單談一下氫儲能。氫能和儲能是低碳院的的兩大技術(shù)發(fā)展方向。將這兩個結(jié)合起來，我們正在探討氫儲能的技術(shù)可行性。氫儲能可以實現(xiàn)可再生電、氫、化工協(xié)同發(fā)展。在歐洲大約有一百多個項目在實施，其中九十多個項目正在運行，現(xiàn)在業(yè)界普遍認為P2G（電制氫、電制化學(xué)品）是大容量長周期可再生能源棄電消納的優(yōu)選方案。氫儲能有兩個特點，一是功率與能量解耦，成本與儲能容量關(guān)系不大；二是跨能源領(lǐng)域儲能，成本不受存儲時間的約束。我們低碳院承擔了一個國際合作專項，用可再生能源電力通過SOEC將二氧化碳和水進行共電解制氫或甲烷（甲醇）等化學(xué)品。氫儲能技術(shù)還處于起步階段，還有很多技術(shù)難點需要突破，比如，高溫聯(lián)合電解項目中的SOEC技術(shù)，我們跟丹麥進行合作，丹麥在這方面是全球領(lǐng)先，但是也沒有到百千瓦級別，還需要在材料、工藝、系統(tǒng)集成和控制方面下大功夫。

除了剛才講的各種電池的儲能技術(shù)外，儲能系統(tǒng)還需要輔助或者配套的技術(shù)，我們也必須要重視，這些配套技術(shù)包括拓撲結(jié)構(gòu)、PCS、EMS等。電池儲能系統(tǒng)的拓撲結(jié)構(gòu)決定了電池儲能應(yīng)用的電氣規(guī)模和性能。作為連接電池組和電網(wǎng)的儲能功率變換器，是電池儲能的重要組成部分，是實現(xiàn)兩者之間能量雙向交換的橋梁。低碳院開發(fā)的PCS關(guān)鍵技術(shù)，采用最優(yōu)的電路拓撲結(jié)構(gòu)、控制策略和參數(shù)設(shè)置，可實現(xiàn)多種運行模式及相互之間無縫切換、多個PCS模塊并聯(lián)運行、多儲能系統(tǒng)的SOC控制等。在可再生能源儲能聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)中，通過優(yōu)化能量管理技術(shù)，達到可再生能源發(fā)電最大化消納和提高發(fā)電質(zhì)量的目的。在我們低碳院的園區(qū)內(nèi)，有一個光儲氫充納網(wǎng)平臺，實現(xiàn)了光伏削峰、光儲一體化、儲能削峰、儲能備用、儲能充電、電動車對電網(wǎng)、光伏充電、儲能制氫、氫能備用、加氫等10種功能。

此外還有儲能調(diào)度和優(yōu)化配置技術(shù)也值得大家注意。儲能可以單獨與負荷配合，也可以和新能源進行配合。未來的儲能應(yīng)與新能源與負荷曲線疊加后形成的凈負荷進行匹配，從而充分發(fā)揮系統(tǒng)整體運行的經(jīng)濟優(yōu)勢。配置儲能系統(tǒng)應(yīng)充分考慮不同時間尺度應(yīng)用場景需求，如滿足安全性、可調(diào)容量、響應(yīng)速度等指標要求，還要考慮投資經(jīng)濟性和運行收益?，F(xiàn)在一些地方政府出臺的政策有配置10%-20%儲能的要求，這具有一定的經(jīng)濟合理性。

最后，我們低碳院正在和我們集團內(nèi)部兄弟單位合作，近期內(nèi)規(guī)劃幾個儲能示范項目，主要是通過這些示范項目的實施來驗證國家能源集團開發(fā)的新一代全釩液流電池儲能技術(shù)和梯次電池儲能技術(shù)的在新能源發(fā)電測應(yīng)用。

我就講到這里，謝謝大家！