储能技术的现状、发展与前景

储能技术的现状、发展与前景

蔡珊

（广州艾博电力设计院有限公司510000）

摘要：作为“第三次工业革命”的五大支柱技术之一，储能可以有效调节能源供求在时间、空间、强度和形态上的不匹配性，改变现有电力系统即发即用的传统模式。同时，随着清洁能源发电占比增高、智能电网的发展及电网规模加大，电力系统存在巨大的能量调节和功率调节需求，储能技术的发展需更加迫切。

关键词：储能；政策支持；制约因素；发展前景

0引言

按照储能载体技术类型，大规模储能技术可以分为机械类储能、电气类储能、电化学储能、热储能、化学类储能[1]。对于智能电网，电力储能已成为其重要支撑技术之一，在能源互联网发展背景下，储能的功能和定位将进一步得到拓展。

储能技术的应用覆盖系统发输配用各环节，可应用于电力系统新能源接入、削峰填谷、调频调压、提高系统稳定性和能源利用效率、微网及需求侧管理、电能质量控制等方面。在新能源接入比例较高的局部电网和末端电网中，对储能技术的近期需求尤为迫切，而远期需求将进一步扩大。

1.储能发展现状

据中关村储能产业技术联盟（CNESA）项目库的不完全统计，截至2017年底，全球已投运储能项目累计装机规模为175.4GW。中国已投运储能项目累计装机规模为28.9GW。其中，抽水蓄能的累计装机占比最大，接近99%，电化学储能项目的累计装机规模紧随其后，为389.8MW，占比为1.3%，较上一年增长0.2个百分点。2017年，中国新增投运电化学储能项目的功率规模为121MW，同比增速超过15%。[2]

2.储能主要政策支持

近几年，在能源发展规划方面与储能直接相关的政策主要包括《能源发展战略行动计划（2014~2020年）》、《中国制造2025》、《关于促进智能电网发展的指导意见》、《配电网建设改造行动计划（2015~2020年）》、《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》等。上述政策对于储能的影响主要包括技术装备和推广应用两个方面：

（1）在技术装备方面，《能源发展战略行动计划（2014~2020年）》、《中国制造2025》明确提出，储能技术创新是能源科技9个重点创新领域之一，储能装备制造是电力装备和新能源汽车领域工程化和产业化的重点方向。储能技术发展和装备制造能力提升对于提高我国可再生能源技术水平、推进能源科技自主创新、提升能源装备制造能力和国际竞争力都具有重要意义。

（2）在推广应用方面，《关于促进智能电网发展的指导意见》、《配电网建设改造行动计划（2015~2020年）》、《关于推进“互联网+”智慧能源发展的指导意见》、《能源生产和消费革命战略（2016-2030）》等政策都多次体现和强调了储能在优化能源结构，构建安全、高效、清洁的现代能源电力保障体系中的重要作用。储能在提升可再生能源消纳能力、促进多种能源优化互补、构建用户侧分布式能源体系、实现能源互联和智慧用能等方面的重要作用得到政策的认可和支持；发展储能及其相关应用模式已经成为构建智能电网、配电网建设和发展能源互联网的重要任务之一。未来储能产业与智能电网、智能互联网等产业的相互融合和彼此推动作用将更加明显，在国家大力推动和发展智能电网和能源互联网的过程中，储能也将迎来更加广阔的应用空间。

3储能的发展制约因素分析

目前国内储能示范项目主要集中在大规模可再生能源和分布式电源及微电网两个方向，但商业化运行尚未形成规模。当前制约储能技术大规模推广的因素，主要分为四个方面：技术因素、成本因素、价格机制和激励政策。[3]其中，

（1）技术因素方面，需要完善面向电力系统应用的储能技术的基础理论和关键技术问题，比如：规模化储能在电力系统应用中的建模仿真及系统分析及规划技术；不同应用场景下储能载体、能量转换及系统接入的关键技术；基于储能的系统有功功率的调节控制技术；多类型储能组合的应用及其协调控制技术等；高效高可靠功率转换系统拓扑结构以及控制；储能规模化应用时的安全体系，包括状态监测、系统管理和评测表征、内部和外部安全防护措施等；储能系统的寿命问题。

（2）成本因素方面，据测算，储能市场化成本目标约为1000-1500元/千瓦时。到2016年底，大部分主流储能技术的建设成本在2000-3000元/千瓦时之间，较2013年下降超过50%；预计到2020年，这一数值会进一步下降到1000-1500元/千瓦时，从而为储能技术的大规模产业化奠定基础。在此之前，储能在各应用领域的经济效益普遍较小，预计其市场化初期将较大程度地依赖政策补贴。

（3）激励政策方面，储能产业政策扶持力度加大，补贴机制呼之欲出。从国内外储能产业发展经验来看，国家政策扶持和补贴将是短期内推动储能产业向商业化过渡的重要力量。我国近几年出台的《能源技术革命创新行动计划（2016-2030年）》、《国家创新驱动发展战略纲要》、《中国制造2025—能源装备实施方案》等多项规划政策，都将储能作为重点研究和发展的领域之一。而国家能源局发布的《储能技术与产业发展指导意见》（征求意见稿），更是明确指出要建立针对性补偿机制和价格政策。随着电力体制改革的推进和各项政策落实，储能产业有望在“十三五”期间迎来突破式发展。

4.储能的发展前景分析

在新能源领域，储能技术是实现大规模风能、太阳能等可再生能源应用的关键技术。利用储能可以平滑可再生能源出力波动，解决发电与用电的时差矛盾，跟踪计划发电、调峰调频等，满足可再生能源大规模并网的接入要求，确保供电可靠性。

在分布式发电领域，储能技术是节省投资、降低能耗、提高电网安全性和灵活性的主要方法。在用户侧实现分布式储能，让用电负荷变得可控，可实现真正意义上的需求侧管理。用作备用电源，可保证在非常时期稳定、及时的应急电力供应。

在电动汽车领域，储能技术是解决能源和环境问题的有效手段。目前电动汽车还存在充电时间长、续驶里程短、使用成本高等问题，随着动力电池技术进步和采用储能技术的充电站建设，必将进一步推动电动汽车产业的发展。

就目前储能技术发展水平而言，实现在电力系统的大规模应用，期望储能效率大于95%，充放电循环寿命超过10000次，储能系统规模可达到10MWh以上，并具有较高的安全性。其中，锂电池主要制约因素为寿命和成本，液流电池主要制约因素是效率和成本。

在促进新能源消纳领域，单一储能配置，从技术上可实现储能的多种功能应用，但从经济性角度，并非优化方案，需要在实际配置中考虑各类型储能的工况适应性，采用多元复合储能方案，使不同的储能技术之间可以取长补短，以达到投资和运行成本最优。

5.结束语

在现有技术水平下，储能技术的应用仍存在一定制约，需要从技术、成本、政策等多方面综合改善其发展环境。储能系统一旦规模化推广应用，将实现发电和用电之间在时间和空间上的解耦，从而有效延缓和减少电网和电网的建设，提高能源利用效率和电网整体资产利用率，彻底改变现有电力系统的建设模式，促进其从外延扩张型型向内涵增效型的转变。因而现阶段发展过程中，建立健全储能技术的发展势在必行，需要不断加大技术创新、努力控制成本、政府补贴、调整税收等多方面协同努力。

参考文献：

[1]王松岑.大规模储能技术及其在电力系统中的应用[D].中国电力出版社，2016.

[2]全球储能市场跟踪报告（2017年度）[R].中关村储能产业技术联盟，2018.

[3]李宏仲，段建民，王承民.能源互联网储能系统商业运行模式及典型案例分析.中国电力出版社，2017.