储能技术在新能源电力系统中的应用分析

储能技术在新能源电力系统中的应用分析

都书卫

华电龙口发电有限公司  265700

摘要：本文分析了储能技术在新能源电力系统中的应用现状及其重要意义，指出了目前存在的主要问题，并提出了相应的发展对策，为促进储能技术在新能源电力系统中的应用提供参考。通过技术创新、标准制定、政策支持等多方面的综合推进，储能技术必将在新能源电力系统中发挥越来越重要的作用，为我国能源结构调整和绿色低碳发展提供有力支撑。

关键词：储能技术；新能源电力系统；能源存储；电网平衡；发展对策

引言：

随着全球气候变化和能源危机的日益严峻，发展可再生能源已成为世界各国的共识。我国提出到2030年非化石能源占一次能源消费比重达到25%左右，风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。然而，风能、太阳能等可再生能源受自然条件制约，呈现出间歇性、波动性的特点，其大规模并网将对电力系统的安全稳定运行带来严峻挑战。储能技术作为提高可再生能源消纳能力的关键手段，可在电网侧、用户侧就近配置，通过能量存储、转移和释放，有效缓解新能源发电的随机性和波动性，促进新能源优先消纳。当前，我国已将"新能源+储能"作为能源转型发展的重点方向，加大了储能技术的研发应用力度。本文将重点分析储能技术在新能源电力系统中的应用现状、意义及存在的问题，并提出相应的发展对策，以期为我国储能产业发展和电力系统转型升级提供参考。

一、储能技术在新能源电力系统中的重要意义

新能源发电具有很强的波动性，其出力受光照强度、风速等自然条件影响，很难与用电负荷曲线相匹配。在电力负荷低谷时，风光发电出力往往远大于电力需求，造成大量弃风弃光；在用电高峰时，风光出力又可能无法满足负荷需求，需火电机组应急调峰，造成能源浪费和环境污染[1]。储能系统可在电力供大于求时蓄能，在供不应求时释能，实现电力系统的削峰填谷、供需动态平衡。例如，美国加州安装了大量锂离子电池系统，在白天光伏发电出力高时储存电能，在夜晚电力需求高峰时释放电能，大幅提高了可再生能源利用率。又如，日本利用抽水蓄能电站调节核电及太阳能发电，使电网负荷曲线更加平稳[2]。

二、储能技术在新能源电力系统中存在的主要问题 

（一）储能系统建设投资大，经济性较差

储能装置作为能量存储与转换的关键设备，其成本直接决定了储能系统的经济性[3]。当前主流的抽水蓄能、压缩空气、锂离子电池等储能技术普遍投资强度高、使用寿命短，与常规发电相比缺乏经济竞争力。以锂电池为例，其度电成本高达2~3元，是燃煤发电的5~8倍[4]。高昂的建设和运维成本抑制了电网及发电企业配置储能的积极性。加之储能盈利模式单一，难以获得投资回报，致使大规模商业化推广面临挑战。虽然预计到2025年，锂电池成本有望降至0.6元/Wh以下，但仍难与火电等传统电源媲美。储能系统如何实现低成本、长寿命、高安全的跨越式发展，是推动其规模化应用亟需破解的瓶颈。

（二）储能系统对环境及安全性的影响有待评估

不同类型的储能技术对环境及人身安全均存在一定影响。如抽水蓄能电站建设将占用大量土地，改变区域地形地貌，施工期噪声、废水等对生态环境造成干扰；压缩空气储能利用地下岩穴或油气藏，可能引发地质灾害；电化学储能材料如铅酸、锂电池等含有重金属元素，生产和使用过程存在污染风险；氢储能、液流电池中的电解液为易燃易爆物质，一旦发生泄漏，后果不堪设想[5]。然而，目前针对储能全生命周期的环境影响评价还比较欠缺，尚未形成系统性的管理标准和风险防控措施[5]。这在一定程度上制约了储能设施的选址建设，引发公众对储能安全性的疑虑。因此，加强储能系统的环境与安全评估刻不容缓。

（三）关键储能材料及核心技术自主可控性不足 

储能产业链涵盖材料－电芯/模块－系统集成等多个环节，是典型的技术密集型产业。我国储能产业起步较晚，关键材料和核心技术受制于人的局面尚未根本扭转。以锂电池为例，日韩企业在隔膜、电解液等核心材料领域优势明显，在电芯制造和系统集成环节也具有先发优势。国外巨头通过专利壁垒、技术封锁，垄断了锂电产业链的上游环节。而国产储能企业大多缺乏自主知识产权，系统集成和管理能力不足，在国际市场竞争中处于被动地位。这极大削弱了我国储能装备的安全性、可靠性。

三、促进储能技术在新能源电力系统中应用的对策

（一）加大储能技术研发投入，探索低成本储能路线

技术创新是推动储能产业发展的根本动力。应加大财政资金对储能基础研究的投入力度，支持开展储能原理、关键材料等前沿技术攻关，为产业发展提供源头活水。围绕提升储能系统的能量密度、功率密度、循环寿命、安全性等核心指标，突破电池隔膜、电解质、正负极材料等"卡脖子"难题，实现储能材料的低成本、规模化制备。鼓励发展飞轮储能、超级电容、液流电池等新型储能技术，丰富多元化的技术储备。同时，积极引导社会资本设立储能产业基金，完善风险投资和产业投资的良性互动机制，为储能技术产业化提供金融支持。抓住"新基建"机遇，推动建设一批国家储能技术创新中心，为行业发展提供公共创新平台。

（二）制定储能系统标准规范，加强环境影响评估

标准引领是推动储能技术应用的重要保障。应加快构建覆盖储能全产业链、全生命周期的标准体系，重点制定储能材料、电池系统、并网接入、工程建设、运行维护、回收利用等关键环节的技术标准。参照能源电力设备的环保要求，细化储能电站建设及运营的环境影响评价指标，强化储能项目环评管理。针对电化学储能的易燃、有毒、腐蚀性等特点，研究制定严格的安全防护、检修维护、应急处置流程，提高本质安全水平。建立健全储能设备溯源和事故责任机制，将安全生产责任落实到人。同时，积极参与储能领域国际标准的制定，提高我国储能标准的国际话语权，推动储能技术和装备走向世界。

（三）掌握储能材料生产及系统集成关键技术

关键核心技术是储能产业发展的命脉。要以提升自主创新能力为目标，在产业链关键领域部署重大科技专项，聚焦储能基础材料、电芯/模块、储能系统集成等方面，突破一批"卡脖子"技术。在材料端，重点攻克高性能正负极材料、隔膜、电解质等量产配套技术，提升专用生产装备的工艺水平，推动材料产业规模化发展。在电池制造端，着力突破电芯设计及制造、电池管理系统等核心技术，加快动力电池向储能电池的创新转化，提高电池组的一致性、可靠性。在系统端，研发兼容多类型电池的标准化储能系统平台，提升柔性配置、即插即用能力，实现电网侧与用户侧储能的无缝对接。

结语：

储能技术作为支撑新能源发展的关键环节，在提升电力系统灵活性、解决可再生能源消纳问题中发挥着不可替代的作用。当前，随着碳达峰、碳中和目标的提出，储能产业迎来重大发展机遇。我国应以科技创新为引领，着力突破储能材料、电池、系统集成等关键核心技术，完善产业链协同创新机制，加快实现储能装备的自主化、产业化。要进一步健全相关法规标准，强化安全管理和风险防控，为储能技术应用营造良好的制度环境。要创新体制机制和商业模式，促进储能与新能源、电力市场的融合发展，加快推进储能技术的规模化、商业化应用。

参考文献：

[1]关新,吴世玮,解雨琪,李明洋.储能技术在新能源电力系统中的应用分析[J].蓄电池,2023,60(4):181-185+194.

[2]李其锐.储能技术在新能源电力系统中的应用分析[J].中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术,2023(12):0020-0023.

[3]杜芳.储能技术在新能源电力系统中的应用分析[J].中国高新科技,2020(20):17-18.

[4]张枭雄.储能技术在新能源电力系统中的应用研究[J].中文科技期刊数据库（全文版）工程技术,2024(1):0117-0120.

[5]李烨.电力系统仿真与控制技术在新能源系统中的应用[J].集成电路应用,2024,41(1):270-271.