連通產(chǎn)業(yè)首尾的橋梁
提及新能源，尤其是風力與光伏發(fā)電，許多人的第一印象往往就是成排的風車和大片的太陽能板，而很少想到它們所產(chǎn)電能的傳輸與使用。
由于能源產(chǎn)生方式的不穩(wěn)定和不連續(xù)性，風電盡管資源豐富，電量充沛，卻無法直接并入傳統(tǒng)電網(wǎng)；光伏因為成本問題，一直以國外市場為主。產(chǎn)業(yè)首尾不相接的狀況，讓供需之間的不平衡，伴隨著國內(nèi)市場的啟動與新能源越來越大的投資、擴產(chǎn)而愈益明顯。
因而可以說，解決間歇性和隨機性是新能源實現(xiàn)自身價值的核心問題之一。而將電力轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，并在需要的時候以電的形式釋放的儲能技術(shù)，便成為最理想的鑰匙。事實上，儲能問題并非伴隨新能源而產(chǎn)生的新問題。人們一直都清楚，如果電能得以大規(guī)模儲存，電網(wǎng)供需不平衡的問題便會迎刃而解，新能源將開始造福人類。
目前，已開發(fā)的儲能技術(shù)主要分為物理儲能和化學儲能兩大類。物理儲能主要包括抽水儲能、飛輪儲能、壓縮空氣儲能等。化學儲能主要包括各類蓄電池、超級電容器、可再生燃料電池(如金屬—空氣電池，氫能：電解水制氫—儲氫—燃料電池發(fā)電)和液流電池等。
抽水儲能：大規(guī)模儲能首選
“在風電領(lǐng)域，目前普遍使用的是抽水蓄能。”中國南車集團株洲電力機車研究所風電事業(yè)部的技術(shù)總監(jiān)郭知彼說，技術(shù)成熟、低成本、循環(huán)水利用等優(yōu)勢，使得抽水儲能現(xiàn)在廣泛應用于風力發(fā)電的大規(guī)模儲能。
抽水儲能是目前電力系統(tǒng)中應用最為廣泛的一種儲能技術(shù)，是為了解決電網(wǎng)高峰、低谷之間供需矛盾而產(chǎn)生的，是間接儲存電能的一種方式。它利用下半夜過剩的電力驅(qū)動水泵，將水從下水庫抽到上水庫儲存起來，然后在次日白天和前半夜將水放出發(fā)電，并流入下水庫。在整個運作過程中，雖然部分能量會在轉(zhuǎn)化間流失，但相比之下，使用抽水蓄能電站仍然比增建煤電發(fā)電設(shè)備來滿足高峰用電而在低谷時壓荷、停機這種情況來得便宜，效益更佳。除此以外，抽水蓄能電站還能擔負調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等動態(tài)功能，成為電網(wǎng)運行管理的重要工具。“最有效的是抽水蓄能電站和風能配套。風能的隨機性太大，是最差勁的垃圾電，有了抽水儲能電站，垃圾電就變成優(yōu)質(zhì)電。”中科院院士何祚庥在近期的一次新能源發(fā)電入網(wǎng)和抽水蓄能建設(shè)座談會上，明確支持大力發(fā)展抽水蓄能電站。他建議從廣大農(nóng)村、小城鎮(zhèn)開始，建立起一個結(jié)合多種新能源和儲能方式的、以分布式供能體系為中心的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
目前，世界主要工業(yè)國家抽水蓄能裝機比例約占總裝機容量的5%—10%。郭知彼認為，盡管其他新興儲能方式正在不斷取得發(fā)展，但短時間，“電池儲能的污染，飛輪儲能的成本都是需要行業(yè)自身考慮的問題。在大規(guī)模儲能領(lǐng)域，抽水蓄能還將是最主要的方式。”
電池儲能：離網(wǎng)型儲能空間廣闊
談到當前的儲能技術(shù)，中國電池工業(yè)協(xié)會副理事長兼技術(shù)委員會主任王金良在接受采訪時表示，電池儲能是目前最為成熟、最可靠的儲能技術(shù)之一。而離網(wǎng)型光伏發(fā)電和風力發(fā)電(含獨立系統(tǒng))的發(fā)展，將成為儲能蓄電池高速發(fā)展的主要推動力。
與一般蓄電池相比，儲能電池要求大容量，長壽命(10年以上)以及適應微電流充電、耐過充電和過放電、少維護、可以任意方向放置、低成本等特點。王金良認為，鉛蓄電池恰恰具有技術(shù)成熟，可制成大容量，單位能量成本和系統(tǒng)成本低，安全可靠和再利用性好等特點，也是目前最實用的儲能電源系統(tǒng)，已在小型風力、光伏發(fā)電獨立系統(tǒng)以及中小型非并網(wǎng)電站獲得廣泛應用。而鋰離子、氫鎳電池等先進蓄電池成本較高，大容量儲能技術(shù)還不成熟，產(chǎn)品的性能目前尚無法滿足儲能的要求，其經(jīng)濟性也無法實現(xiàn)商業(yè)化運營。
王金良還表示，今后較長時期內(nèi)，通信、工業(yè)應用和光伏、風電產(chǎn)品所需的儲能電池將大幅度增加；海上風能的領(lǐng)域，各種海上作業(yè)平臺，高山、沙漠、島嶼等邊遠地區(qū)，全國約有100萬條捕魚船、運輸船等小型船只，是推廣風力和光伏獨立發(fā)電系統(tǒng)的最佳應用領(lǐng)域。這些因素將支持中國儲能蓄電池的高速發(fā)展，儲能電池有可能成為繼電動自行車電池后的又一個新的電池發(fā)展亮點，出現(xiàn)“跨越式”增長。
針對鉛蓄電池存在環(huán)境污染的說法，王金良認為，鉛蓄電池存在鉛污染風險，但污染風險不等于環(huán)境污染。他用美國的例子進行了反駁：美國95%以上的鉛用于鉛蓄電池，而鉛蓄電池的污染“貢獻率”不到1.5%，美國已經(jīng)將蓄電池生產(chǎn)從鉛主要污染源中排除?？梢妴栴}不來自于鉛蓄電池本身。健全的法律法規(guī)、嚴格的監(jiān)督管理之下，污染的風險將會降到最低。他表示近期已經(jīng)就此方面的問題向工信部提交了報告。
飛輪儲能：盡快實現(xiàn)突破
今年7月，光伏巨頭英利集團涉足飛輪儲能的消息，立即引起了人們的極大興趣和關(guān)注。一向走在行業(yè)之前、擅長“蛙跳”戰(zhàn)術(shù)的英利此舉，意味著中國的新能源企業(yè)正逐步走向行業(yè)最前沿的尖端領(lǐng)域。英利飛輪儲能設(shè)備將在年底推出樣機，“十二五”期間計劃產(chǎn)出45萬臺。據(jù)悉，其技術(shù)已經(jīng)超過了歐美，國產(chǎn)化率達到了80%。當前電機中飛輪轉(zhuǎn)速達6萬轉(zhuǎn)/s，將來會達到14萬轉(zhuǎn)/s，而每天僅耗費所儲能的2%以下。
作為物理儲能方式之一的飛輪儲能，簡單地說，就是把電能通過電動機驅(qū)動的一個輪子高速旋轉(zhuǎn)，變成機械能，然后需要用電時再把機械能通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。飛輪儲能根據(jù)不同方式有很多應用，應用最廣泛的是直接儲存動能并應用動能，比如F1賽車所采用的動力回收系統(tǒng)。而目前尖端研究的方向就是飛輪儲存功能并轉(zhuǎn)化為電能應用。
與超級電容、電池等儲能裝置比較，飛輪儲能裝置的能量密度最大。同時，由于是純物理儲能，穩(wěn)定可靠，對使用環(huán)境（溫度，壓力等）的要求低，還具有化學方式所不具備的環(huán)保優(yōu)勢。采訪的專家表示，技術(shù)與成本的問題，決定了其在大規(guī)模儲電上的短板。定位中小規(guī)模儲能市場，不斷在技術(shù)研發(fā)和成本等方面取得突破，是飛輪儲能近期的合理選擇。
政策支持不可或缺
專家表示，與新能源產(chǎn)業(yè)不斷完善和加強的政策引導與支持相比，儲能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的上層支持單薄得多。“單作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，儲能產(chǎn)業(yè)就需要大力予以支持，促進其發(fā)展。”郭知彼說。
世界各國近些年來紛紛加強了對儲能產(chǎn)業(yè)的計劃和扶持。早在1986年，日本就成立了超導儲能研究會，致力實現(xiàn)超導儲能的實際應用。目前，日本已經(jīng)成為世界儲能領(lǐng)域的領(lǐng)先國家。而去年，美國也計劃投資6.2億美元資助先進智能電網(wǎng)技術(shù)示范項目和綜合系統(tǒng)，大規(guī)模的儲能技術(shù)被放到了首位。
國務院發(fā)展研究中心張永偉博士表示，發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)不僅僅是技術(shù)手段，還應該上升到產(chǎn)業(yè)層面，甚至國家戰(zhàn)略層面；國家應該進一步明確發(fā)展儲能產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略意義，推動節(jié)能環(huán)保、新能源、增強國家電網(wǎng)能力、提高國家競爭力。中國工程院院士楊裕生也認為，規(guī)模儲能技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)不是一個立即就能賺錢的行業(yè)，需要政府的優(yōu)惠政策，“不能等肚子餓了才去種麥子”。
