中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：1、儲(chǔ)能技術(shù)的本質(zhì)是給能量加上一個(gè)時(shí)間變量。傳統(tǒng)上電能是即發(fā)即用的，沒有時(shí)間因素。儲(chǔ)能技術(shù)給電能增加了時(shí)間變量，提升了整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的價(jià)值，同時(shí)有助于接入清潔能源。
2、儲(chǔ)能技術(shù)在電網(wǎng)上應(yīng)用有五個(gè)關(guān)鍵要求：
安全性。電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)存巨大的能量，在能量釋放過(guò)程中可以產(chǎn)生巨大的熱量，因此儲(chǔ)能系統(tǒng)的散熱設(shè)計(jì)非常關(guān)鍵。美國(guó)發(fā)生過(guò)多起蓄電池起火事故，固態(tài)鉛酸電池和鋰聚合物電池也都發(fā)生過(guò)重大事故。美國(guó)能源部還為此專門設(shè)立項(xiàng)目，研究電池的安全性。
性能。性能包括功率、能量、效率、反應(yīng)時(shí)間，靈活及多功能性等指標(biāo)。根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)在電網(wǎng)不同環(huán)節(jié)的應(yīng)用，對(duì)功率的要求從幾十千瓦到上百兆瓦不等，放電時(shí)間的要求從幾秒，幾分鐘，幾十分鐘，幾小時(shí)，甚至幾天不等。一個(gè)重要的指標(biāo)是反應(yīng)時(shí)間越短越好，一般要在一秒以內(nèi)達(dá)到系統(tǒng)要求。有些應(yīng)用比如電壓支持甚至要求低于0.1秒。這樣的反應(yīng)時(shí)間是傳統(tǒng)的抽水蓄能和壓縮空氣系統(tǒng)不能提供的。功能上的靈活性能夠增加儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)用價(jià)值。
耐久性，即系統(tǒng)壽命。傳統(tǒng)能源和新能源發(fā)電廠的生命周期都在20年以上，與之匹配的儲(chǔ)能系統(tǒng)也需要有相同的長(zhǎng)壽命。一般需要電網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命超過(guò)10年，并且可以承受超過(guò)4000次深度充放電的考驗(yàn)。
經(jīng)濟(jì)性。不僅要關(guān)注電池的成本，還有變電系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等系統(tǒng)性成本；不僅是電池系統(tǒng)成本，還有安裝和工程造價(jià)（在電池成本上增加30~100%很正常）；不僅是資金成本，還有運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本——因此要比較不同循環(huán)壽命周期下的度電成本。同時(shí)不僅要看成本，還要看效益，有些貴的電池壽命更長(zhǎng)，性價(jià)比更高。
可靠性。電池系統(tǒng)不需要太多的維護(hù)和保養(yǎng)。
3、美國(guó)目前電網(wǎng)儲(chǔ)能以抽水蓄能為主，未來(lái)主要方向?yàn)殡姵氐褥`活儲(chǔ)能系統(tǒng)。美國(guó)發(fā)電裝機(jī)總量在1200GW左右，有大概2%，即20~30GW的儲(chǔ)能能力。美國(guó)目前電網(wǎng)儲(chǔ)能的95%為抽水蓄能，總量超過(guò)20GW，基本上都是在1980年以前建造的。抽水蓄能系統(tǒng)成本最低，但由于環(huán)境影響大、建造周期長(zhǎng)、投資巨大、地理選址受限等原因，未來(lái)的發(fā)展非常有限。美國(guó)未來(lái)電網(wǎng)儲(chǔ)能的主要發(fā)展方向是使用更加柔性化、多功能、靈活的儲(chǔ)能系統(tǒng)。電池儲(chǔ)能技術(shù)由于高效、功能多樣、充放電雙向反應(yīng)、響應(yīng)速度快、清潔而成為了首選。
4、各種電池儲(chǔ)能技術(shù)的對(duì)比顯示，液流電池優(yōu)勢(shì)突出。
鋰離子電池。鋰離子電池的概念是在1970年代提出的。經(jīng)過(guò)近二十年的材料研發(fā)和完善，1991年第一塊商業(yè)化鋰離子電池出現(xiàn)，再經(jīng)過(guò)多年大量的資本投入與發(fā)展，鋰離子電池的技術(shù)已經(jīng)走向成熟。鋰電池最大的優(yōu)點(diǎn)在于能量密度和效率都很高，所以很快得到了廣泛應(yīng)用。到今天，全球圍繞鋰電池建成了比較成熟的工業(yè)系統(tǒng)。鋰電池的缺點(diǎn)在于：1）安全性低，事故多發(fā)，如波音787的鋰電池事故，鋰聚合物電池在亞利桑那州的大型起火事故等。電解液的可燃性使危險(xiǎn)永遠(yuǎn)存在；2）容量隨著充電循環(huán)次數(shù)增加而減少，需要經(jīng)常換電池；3）基本上放電時(shí)間較短，長(zhǎng)時(shí)間放電對(duì)鋰電池的挑戰(zhàn)很大。
鈉電池。鈉電池根據(jù)正極情況，一種是鈉硫電池，一種是鈉-金屬氯化物電池。這兩種電池的運(yùn)行溫度都需在300~350攝氏度。能量密度與鋰電池相當(dāng)。如果可以長(zhǎng)期連續(xù)使用，能取得很好的電池效率。電池壽命（充放電20~80%）可以達(dá)到4000~5000次。目前這種電池技術(shù)已經(jīng)比較成熟，東京電力、NGK、GE等大公司做了很大的投資。但是安全性還不能完全保證，2011年日本的2MW鈉硫電池系統(tǒng)發(fā)生大火，對(duì)技術(shù)推廣產(chǎn)生了很大影響。
液流電池（RFB）。液流電池的能量?jī)?chǔ)存在電解液里，而不是固體電極，電池模塊通過(guò)氧化還原反應(yīng)把電解液儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?。目前較為成熟的是全釩液流電池。液流電池的優(yōu)點(diǎn)在于：1）理論上壽命無(wú)限長(zhǎng)，可循環(huán)使用。因?yàn)樗墓ぷ魈攸c(diǎn)是電極不參加具體反應(yīng)，所以循環(huán)壽命不受限制，也不受放電和充電程度的影響；2）可以根據(jù)需求把功率和能量分開來(lái)靈活設(shè)計(jì)，比如說(shuō)確定了100兆瓦功率，但是需要4小時(shí)還是8小時(shí)供電可以變化；3）電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便模塊化組裝，也可以做很大；4）安全性好。因?yàn)殡娊庖菏撬?，本身就是滅火劑。另外由于水的比熱容大，即使充滿了瞬間釋放，整個(gè)系統(tǒng)溫度也只上升15~16度；5）平準(zhǔn)化成本低于鋰電池，適合做大型儲(chǔ)能項(xiàng)目。缺點(diǎn)是能量密度較低，目前不適合安裝在移動(dòng)裝置上，工程上也需進(jìn)一步完善。液流電池在電網(wǎng)上的應(yīng)用最大的項(xiàng)目是中國(guó)博融集團(tuán)下屬融科儲(chǔ)能在蝸牛石風(fēng)電場(chǎng)的5MW/10MWh項(xiàng)目，從2012年項(xiàng)目建成至今一直運(yùn)行穩(wěn)定。
5、未來(lái)儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展還將百花齊放，液流電池將得到更多的重視。人類還沒有發(fā)明一種電池可以滿足所有的儲(chǔ)能需求。將來(lái)電網(wǎng)應(yīng)用儲(chǔ)能的市場(chǎng)非常大，不會(huì)有一種理想技術(shù)覆蓋所有需求，未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)一定是百花齊放，在不同領(lǐng)域應(yīng)用不同技術(shù)。其中多功能、靈活化的技術(shù)將產(chǎn)生更好的效益和價(jià)值，占據(jù)更大的市場(chǎng)份額。目前在美國(guó)，放電時(shí)間較短的電池選擇基本是鋰電池。原來(lái)大家看好的鈉硫電池放電時(shí)間較長(zhǎng)，但由于存在安全問(wèn)題，而使液流電池漸漸被重視起來(lái)。目前儲(chǔ)能電池的科研趨勢(shì)已經(jīng)很大程度上轉(zhuǎn)向液流電池。一個(gè)趨勢(shì)是使用更安全的水基電解液，另一個(gè)是采用更便宜的材料，如鋅、鐵、硅等。
