歷史上出現了三次能源革命：第一次能源革命煤炭代替了薪柴。當時(shí)英國抓住發(fā)展機遇，成為全球霸主，但也引發(fā)了諸多問(wèn)題，如倫敦大霧霾，據不完全統計，當時(shí)英國能源結構中70%以上是煤炭。第二次能源革命油氣代替了煤炭，美國借勢成為新的世界霸主。第三次能源革命，則是可再生能源，普及可再生能源是全球實(shí)現低碳能源轉型的關(guān)鍵。預計2030年以后，整個(gè)能源結構當中，可再生能源將會(huì )占主導。我國在“十三五”規劃中提出的能源革命和能源結構調整戰略方針是，到2020年，我國風(fēng)能發(fā)電裝機容量達到2.5億千瓦，光伏發(fā)電達1.5億千瓦，光熱發(fā)電達500萬(wàn)千瓦。可再生能源正逐漸由輔助能源變?yōu)橹鲗茉础?/span>
電網(wǎng)在100多年歷史中，沒(méi)有儲能也運行得很好，為何現在需要儲能？風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電的不穩定、不連續性特性對電網(wǎng)造成沖擊，配置儲能，則根本上解決了這一問(wèn)題，實(shí)現安全、穩定供電。近年來(lái)，棄風(fēng)、棄光、棄水率居高不下，僅去年全年，我國棄風(fēng)、棄光、棄水總量就高達1100億千瓦時(shí)，超過(guò)三峽電站全年發(fā)電量。儲能的重要性凸顯——可平衡發(fā)電和用電、確保電網(wǎng)穩定，因此大規模儲能技術(shù)是實(shí)現可再生能源普及應用的核心技術(shù)。
近年來(lái)，隨著(zhù)可再生能源開(kāi)發(fā)利用規模不斷擴大，儲能技術(shù)的研究與應用日漸廣泛。與此同時(shí)，國家開(kāi)始重視儲能，一系列利好政策不斷出臺，尤其是近期5部委聯(lián)合發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見(jiàn)》。作為國內首個(gè)儲能產(chǎn)業(yè)政策文件，《指導意見(jiàn)》明確了儲能產(chǎn)業(yè)未來(lái)10年的發(fā)展目標，標志著(zhù)儲能在電網(wǎng)中主體地位的確立。同時(shí)《指導意見(jiàn)》鼓勵多種技術(shù)路線(xiàn)和應用場(chǎng)景并行發(fā)展，并且提出了由政府引導、市場(chǎng)主導，強調建立補償機制，而非單純給予補貼，預計未來(lái)與電化學(xué)儲能相關(guān)的示范項目將加快推進(jìn)，多種儲能商業(yè)模式將有望蓬勃發(fā)展。
不同儲能技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)
儲能技術(shù)可按規模大小區分，本文主要聚焦大規模儲能技術(shù)，即時(shí)間長(cháng)、功率大，適用于電網(wǎng)的儲能技術(shù)。大規模儲能技術(shù)需滿(mǎn)足三個(gè)條件：一是安全性，二是生命周期的性?xún)r(jià)比高即經(jīng)濟性，三是生命周期的環(huán)境負荷低即環(huán)境友好。對大規模儲能技術(shù)而言，由于系統功率和容量大，發(fā)生安全事故造成的危害和損失大，因此大規模儲能技術(shù)的首要要求是安全可靠，解決安全可靠性是其重中之重。此外，無(wú)論多大規模的儲能，報廢后的廢棄物處理成本必須算上，對環(huán)境的影響必須考慮進(jìn)去。
抽水儲能、壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉硫電池、鉛酸/鉛炭電池、液流電池等是目前主要的幾種儲能技術(shù)，各有優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應用時(shí)要找準定位，使不同的儲能技術(shù)在不同的領(lǐng)域和場(chǎng)景扮演關(guān)鍵角色。
抽水儲能技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，世界范圍已建127000MW、儲能容量大，占儲能總裝機容量的99%，缺點(diǎn)是受地形、生態(tài)環(huán)境等條件的限制。在歐美，抽水儲能裝機容量一般占發(fā)電裝機容量的5%-15%，而我國由于水力資源、地理環(huán)境等資源限制，抽水儲能裝機容量只占發(fā)電裝機容量的不足1.7%。
壓縮空氣儲能技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是儲能容量大，缺點(diǎn)是選址地質(zhì)條件限制大，需和燃氣燃油電站配套。壓縮空氣儲能技術(shù)比較成熟，早在上世紀80年代的德國和90年代的美國就有建過(guò)壓縮空氣儲能電站，但目前世界上僅有2座百兆瓦級傳統的壓縮空氣儲能電站。
鋰離子電池儲能技術(shù)，現在鋰離子電池產(chǎn)能很大，價(jià)格不斷下降，但要用到大規模儲能上，則要重視安全性問(wèn)題和容量衰減問(wèn)題。鋰離子電池儲能系統做得越大，其能量衰減就越快。
鈉硫電池儲能技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是能量密度較高、單個(gè)電池的開(kāi)路電壓高，是高溫型蓄電池（350℃運行），缺點(diǎn)是液態(tài)硫和金屬鈉對氧化鋁隔膜具有強腐蝕性，易引起爆炸，危險性大；電池防腐、隔熱與安全防護要求高；制造成本高；啟動(dòng)時(shí)間長(cháng)(數十小時(shí)至上百小時(shí))。目前，全球范圍內能制造鈉硫電池的只有日本NGK公司，鈉硫電池中的金屬鈉容易著(zhù)火，有極大安全隱患。日本在2010年2月和2011年9月的兩場(chǎng)大型鈉硫電池著(zhù)火事件給日本鈉硫電池公司造成重大打擊，導致很多訂單退貨。
鉛酸、（鉛碳）電池儲能技術(shù)，優(yōu)點(diǎn)是鉛酸電池技術(shù)成熟、價(jià)格低廉、安全性能相對可靠；鉛碳電池可大幅度提高電池壽命，缺點(diǎn)是循環(huán)壽命短、環(huán)境污染。通過(guò)近幾年對鉛碳電池研究，結果表明如果鉛碳電池做得好，同樣條件下，鉛碳電池的壽命要比鉛酸電池增加5倍，但仍存在一些安全性問(wèn)題。
液流電池是未來(lái)發(fā)展趨勢
根據咨詢(xún)公司Navigant 2015年對儲能技術(shù)的相關(guān)預測，認為鋰離子、液流電池、鉛碳電池將成為未來(lái)儲能技術(shù)的發(fā)展趨勢。
全釩液流電池儲能技術(shù)的工作原理是利用釩離子價(jià)態(tài)變化，實(shí)現電能儲存和釋放。全釩液流電池的優(yōu)勢是，安全性好，比較適合大規模儲能，特別是兆瓦以上的儲能和時(shí)間比較長(cháng)（4個(gè)小時(shí)以上）的儲能；目前在電池中壽命最長(cháng)，大于13000多次；充放電響應速度比較快；電解液可循環(huán)使用。缺點(diǎn)是比能量較低，不適合電動(dòng)車(chē)，只適合固定電站。
中國開(kāi)發(fā)全釩液流電池具有先天優(yōu)勢。就釩資源來(lái)看，全球目前已知的資源儲量大約有6300萬(wàn)噸，中國釩儲量占世界38%。全球目前適合開(kāi)采的釩資源儲量為1300萬(wàn)噸，其中95%在中國、俄羅斯和南非。此外，迄今在全釩液流領(lǐng)域，中國整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈最全，所有材料均已實(shí)現國產(chǎn)化。
處于產(chǎn)業(yè)化示范階段的全釩液流電池正在成為新能源發(fā)電和電網(wǎng)的重要儲能技術(shù)之一。去年，國家能源局批準建設的首個(gè)大型化學(xué)儲能?chē)沂痉俄椖俊筮B液流電池儲能調峰站，采用的是國內自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權的全釩液流電池儲能技術(shù)，建成后將成為全球規模最大的全釩液流電池儲能電站。
來(lái)源：中國能源報
