“十三五”時(shí)期儲(chǔ)能技術(shù)將迎來快速發(fā)展期

“十三五”儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展，2030年有望普及應(yīng)用。

在近日召開的“第六屆中國儲(chǔ)能大會(huì)”上，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合發(fā)布《中國儲(chǔ)能應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究報(bào)告(2016年)》（以下簡稱《報(bào)告》）。

該份《報(bào)告》指出，預(yù)計(jì)在“十三五”期間，國內(nèi)儲(chǔ)能市場將呈現(xiàn)快速發(fā)展趨勢。2018年前，將是*儲(chǔ)能技術(shù)示范應(yīng)用階段。2020年將在用戶側(cè)大力推廣*儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用。2030年，將會(huì)普及應(yīng)用*儲(chǔ)能技術(shù)解決方案。

從市場趨勢來看，預(yù)計(jì)到2020年底，國內(nèi)電力輔助市場、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲(chǔ)能等六大領(lǐng)域配套儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到53GW，未來五年年復(fù)合增長率9.5%。

從六大領(lǐng)域的配套儲(chǔ)能情況來看，預(yù)計(jì)到2020年底，電力輔助市場、基站備用電源、風(fēng)光發(fā)電領(lǐng)域、分布式發(fā)電及微電網(wǎng)、新能源汽車充換電站和家庭儲(chǔ)能等六大領(lǐng)域配套儲(chǔ)能系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量分別為25GW、21GW、6.2GW、364MW、228MW和42MW，前三大領(lǐng)域占據(jù)市場98.8%的份額。

從技術(shù)趨勢來看，從配套儲(chǔ)能電池的技術(shù)來看，預(yù)計(jì)到2020年底，國內(nèi)物理儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量約31GW，占比58.8%，仍將以抽水蓄能為主；化學(xué)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)容量約22GW，市場占比41.2%。具體到目前的八種儲(chǔ)能技術(shù)趨勢：

1、抽水蓄能

抽水儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)成熟，其處于大規(guī)模推廣應(yīng)用階段，目前國內(nèi)山東、新疆、甘肅、青海、內(nèi)蒙古等多地都有抽水蓄電站建設(shè)計(jì)劃，預(yù)計(jì)2020年前后將投入運(yùn)行。

抽水蓄能主要受地理環(huán)境影響較大，項(xiàng)目選址論證、項(xiàng)目建設(shè)周期非常長，一般都在十年左右，不過單個(gè)項(xiàng)目規(guī)模大，一般都在GW級(jí)。

2、CAES

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的主要發(fā)展趨勢包括超臨界空氣儲(chǔ)能技術(shù)、帶儲(chǔ)熱的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、液態(tài)空氣儲(chǔ)能、與燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)、與可再生能源的耦合的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)等。

2020年之前實(shí)現(xiàn)10MW/100MWh和100MW/800MWh超臨界壓縮空氣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)突破，并進(jìn)行產(chǎn)品示范應(yīng)用，2025年之前實(shí)現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用推廣。

3、飛輪

2020年之前，國內(nèi)飛輪儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)⒓泄リP(guān)1MW/1000MJ飛輪儲(chǔ)能陣列機(jī)組技術(shù)，2025年之前實(shí)現(xiàn)示范推廣應(yīng)用，爭取2030年之前實(shí)現(xiàn)市場化應(yīng)用推廣。

4、SAMES

超導(dǎo)磁儲(chǔ)能由于裝置采用超導(dǎo)結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)能狀態(tài)下裝置損耗很小，因而效率比常規(guī)裝置高(95%左右)。同時(shí)超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)釋能速度快，能實(shí)現(xiàn)快速的有功、無功功率補(bǔ)償，對(duì)于提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、抑制低頻蕩、改善供電品質(zhì)都有良好的應(yīng)用前景，也能應(yīng)用于太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等功率輸出不穩(wěn)定的系統(tǒng)以提高其并網(wǎng)性能。

2020年之前，超導(dǎo)磁儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，2025年之前實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用，爭取實(shí)現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的試驗(yàn)范，2030年之前爭取實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)新型超導(dǎo)磁儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。

5、超級(jí)電容器

盡管超級(jí)電容器擁有高功率、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但比容量低帶來的容量小缺點(diǎn)，制約了其在電力輔助服務(wù)、備用電源、風(fēng)光發(fā)電等大規(guī)模儲(chǔ)能、長時(shí)間電力存儲(chǔ)等領(lǐng)域獨(dú)立應(yīng)用的前景，多作為混合儲(chǔ)能系統(tǒng)參與，用于出力平抑等。隨著大容量超級(jí)電容器技術(shù)突破，其在電力輔助調(diào)頻領(lǐng)域具有較大應(yīng)用前景。

2020年之前，超級(jí)電容器領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)10MW級(jí)超級(jí)電容器儲(chǔ)能技術(shù)，以及基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，2025年之前實(shí)現(xiàn)高溫超導(dǎo)儲(chǔ)能技術(shù)示范及推廣應(yīng)用，爭取實(shí)現(xiàn)基于超導(dǎo)磁的新型混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的試驗(yàn)示范，2030年之前爭取實(shí)現(xiàn)兩項(xiàng)新型超導(dǎo)磁儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。

6、鋰離子電池

鋰離子電池是未來發(fā)展前景的儲(chǔ)能電池。鋰電池的比能量高，環(huán)境友好，是綜合性能較為優(yōu)異的電池。鋰電池產(chǎn)業(yè)在我國已經(jīng)具備完善的產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)業(yè)化成熟度較高，目前在基站后備電源、新能源汽車充電站、家庭儲(chǔ)能、分布式及微電網(wǎng)領(lǐng)域、電力輔助服務(wù)中的削峰填谷等領(lǐng)域都有應(yīng)用，目前成本仍有點(diǎn)降低，同時(shí)產(chǎn)品的安全性問題需要進(jìn)一步提升。

2020年之前，鋰電池儲(chǔ)能領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)攻關(guān)100MW高安全性、低成本、長壽命鋰離子電池電池儲(chǔ)能技術(shù)，2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的試驗(yàn)示范，并嘗試推向市場，2030年之前爭取實(shí)現(xiàn)全面市場化推廣應(yīng)用。

7、液流電池

2020年之前，全釩液流電池領(lǐng)域重點(diǎn)攻關(guān)100MW級(jí)全釩液流電池區(qū)域儲(chǔ)能電站技術(shù)，并推向試驗(yàn)示范；2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的市場化推廣應(yīng)用。

2020年之前，鈉硫電池儲(chǔ)能領(lǐng)域重點(diǎn)攻關(guān)10MW級(jí)以上大容量鈉硫電池儲(chǔ)能技術(shù)，2025年之前實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的試驗(yàn)示范，并嘗試推向市場，2030年之前實(shí)現(xiàn)全面市場化推廣應(yīng)用。

8、儲(chǔ)熱儲(chǔ)能

國內(nèi)分布式光熱還存在以下一些技術(shù)難題需要解決和突破。首先，聚焦和跟蹤技術(shù)。目前無論是哪種分布式光熱系統(tǒng)，首要的便是聚焦系統(tǒng)，或者也稱為鏡場，分布式光熱系統(tǒng)對(duì)聚焦的要求相當(dāng)高，對(duì)光斑的尺寸和聚焦點(diǎn)的精度均有嚴(yán)格要求，目前該方面的技術(shù)亟待深化；其次，傳熱和儲(chǔ)能技術(shù)。由于分布式光熱系統(tǒng)的溫度較高，槽式可以達(dá)到400度，碟式系統(tǒng)可以達(dá)到650度，而塔式甚至可以達(dá)到1000度，所以對(duì)傳熱和儲(chǔ)能介質(zhì)的要求特別高，該方面技術(shù)還需要突破，如高參數(shù)的熔融鹽等；zui后，關(guān)鍵的發(fā)電設(shè)備。

這里特別是指碟式系統(tǒng)的斯特林發(fā)電系統(tǒng)，碟式系統(tǒng)作為分布式系統(tǒng)的應(yīng)用具有廣闊前景，因?yàn)槠鋯挝惑w積小，用水量很少，以及可以直接輸出交流電流，但是斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)的整體技術(shù)還沒有掌握，需要突破其核心部件和相關(guān)技術(shù)。

2020年之前，積極推動(dòng)分布式能源系統(tǒng)中的大容量儲(chǔ)熱/儲(chǔ)冷系統(tǒng)的試驗(yàn)示范，爭取2025年之前實(shí)現(xiàn)全面的市場化應(yīng)用；高溫儲(chǔ)熱領(lǐng)域，2020年之前重點(diǎn)攻關(guān)新型高溫儲(chǔ)熱技術(shù)，2025年之前重點(diǎn)攻關(guān)大容量熱化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)。