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文/林伯強
廣義的儲能技術包括儲熱和儲電。狹義上它是一種運用物理或者化學方式儲存電能,并在需要時釋放的技術。隨著人類對能源需求的逐漸增加,傳統能源在儲量、環境污染、能源效率以及成本等方面的約束日益突顯。尋求能源替代,對新能源進行研究和利用已經成為全世界的共同主題,也是未來不可逆的能源發展趨勢。從狹義的角度來看,儲能技術包括了機械儲能、電池儲能和電磁儲能等方式,其中較為成熟,可以商業化應用的包括抽水儲能和壓縮空氣儲能,這兩種為大規模儲能技術。一般認為,電池儲能的商業化應用還面臨著成本問題,只有很少的高電價地區,結合光伏發電,儲能技術才具有經濟上的可行性。隨著技術進步,電池儲能的成本的確不斷下降,但是一般還是認為受制于較高的成本或其他技術因素,無法大規模商業應用。
近年來,可再生能源發電的份額逐步提高。可再生能源不但被視為解決環境問題,特別是減少碳排放的有效途徑,長期則可能是人類能源需求的最重要的解決方案之一。全球2014可再生能源發力占電力生產總值比例占比為22.8%(包括水電等),其中風能與太陽能之和占到4%。中國面臨著嚴重的環境壓力而更加重視可再生能源發電的發展,2014年可再生能源發電量為1.2萬億千瓦時,占總發電量的22%,其中并網風力發電占總發電量的2.8%;光伏發電占總發電量的0.45%,并網光伏占0.42%。2014年在中美雙方發布的聯合聲明中,中國提出計劃2030年左右二氧化碳排放達到峰值且將努力早日達峰值,并相應地將2030年非化石能源占一次能源消費比重提高到20%,而此前的規劃是到2020年非化石能源占比為15%。考慮到水電核電施工周期較長,增長受稟賦限制,風、光的發展潛力非常大。
電池儲能系統的突破已經到了一個關鍵點,現在研究儲能的經濟性,比之前更有時效性與指導意義。而從宏觀與微觀上分步進行可再生能源與儲能系統的研究和政策設定,具有可行性與實證參考意義。
儲能技術的重要性
目前尋找新能源的主要路徑是將風能、太陽能逐漸納入到電力系統中,并占據越來越大的比重。與傳統的化石能源發電相比,以風能太陽能為基礎的可再生能源發電依賴于自然條件,具有波動性和間歇性的特點,大規模納入會對電網的安全穩定帶來很大的沖擊。有專家認為,對于風力發電,如果裝機比重在系統比例10%以下,傳統技術可以基本保障電網的安全穩定;當風電裝機比例超過20%,就需要儲能手段來減少波動性與間歇性,避免對電網造成難以承受的沖擊,因此,儲能技術發展是可再生能源發電大規模并網的必須條件。
對于分布式可再生能源(風電太陽能)來說,儲能技術更為重要。分布式能源主要指建在用戶端的能源供應方式,可獨立運行或并網運行,按照用戶多種能源需求,采用需求應對式設計的新型能源系統,是可以將資源和環境效益最大化的分散式供能系統。由于可以降低輸送環節的損耗,因此可以提高能源利用效率。但是,同樣由于風電太陽能的不穩定性,儲能手段也是分布式可再生能源大規模發展的必要條件之一。有人
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