智能电网支撑储能技术大市场

当电能变得可以储存，所有由电力系统必须达到瞬时平衡带来的问题将可以迎刃而解。人们不必为用电高峰时电量难以满足需求、低谷时电力被浪费而伤神，信息与控制保护系统也将变得没有现在这么重要，电力系统将以一种从未出现过的崭新面貌呈现在世人面前。储能技术就是这场神奇变身的制造者。

随着社会、科技的发展，现代电力系统对储能技术的需求越来越强烈，它在电力系统中不再只起到“锦上添花”的作用，而是逐渐成为一种必需。作为智能电网的重要组成部分，储能技术受到了越来越多人的关注。

智能电网新机会

“现代电力系统中，发、输、配、用四个环节都能用到储能技术，其中在发、用两个环节的应用是智能电网更关注的。因为智能电网应对的就是发电环节和用电环节的变化，我认为，也正是这两个环节的变化智能电网才应运而生的，电网是连接发电和用电的桥梁，只是高速公路而已。发电环节的新变化是指可再生能源发电的出现，使电源从可调控的状态变成了间歇和波动的，且为现有技术所不可控的;用电环节的变化则是用户有互动性需求，对电能质量有更高要求，以及新型用电器的出现，如电动汽车。正是这些变化才催生了智能电网，其中的储能技术是解决这两个环节问题的重要手段。”中国电力科学研究院电工与新材料研究所副所长、超导研究所所长来小康告诉记者，“出现这些新变化后，原有电力系统的调控手段应对起来越来越吃力，有的问题已经解决不了，所以对于储能技术的需求就越来越强烈了。”

对于储能技术的受关注度，有业内人士感叹说，原来电力系统的会议基本见不到记者和投资商，现在在层出不穷的各种储能的论坛和会议上，有时记者和投资商就占了将近一半。

智能电网在不同国家被赋予不同的含义，在我国，智能电网被国家电网公司定义为，以特高压电网为骨干网架、各级电网协调发展的坚强电网为基础，利用先进的通信、信息和控制技术，构建以信息化、自动化、数字化、互动化为特征的统一坚强智能化电网。而这就决定了智能电网建设不得不关注规模越来越大的可再生能源发电的接入和用户侧的互动，而储能技术由于能够平滑可再生能源发电的输出功率、提高用电可靠性、改善电能质量，顺理成章地成为热点。

其实，在智能电网概念提出之前，储能技术在电力系统中已经有所应用。抽水蓄能是主要的解决方案，是成熟的储能技术之一。由于在可再生能源发电大规模出现之前，我国电源侧的电力输出基本是平稳、可调控的，而负荷侧白天和夜间的负荷变化比较大，所以抽水蓄能电站被设置于负荷中心附近，用来承担削峰填谷的作用。除此之外还有铅酸蓄电池等作为备用电源应用。

而随着风能、太阳能等可再生能源发电的爆发式发展，这些储能方式难以解决由此带来的新问题。可再生能源发电受自然条件影响波动性强，需要动态响应特性好、动态循环寿命长，能有效平抑功率波动的储能技术。有专家介绍，可再生能源发电要求电池储能系统每日充放电循环300多次，充放电深度15%以下占总循环次数的概率为98%，满充满放在千次左右。且风能、太阳能资源丰富的地区多分布于西北、东北等地，抽水蓄能在这些水资源缺乏的地区难以应用，且难以应对瞬时波动，铅酸蓄电池在循环寿命上也无法满足要求。

用电环节对储能技术的需求与可再生能源发电不同，由于主要应用于智能家居、智能小区、分布式能源等，要求储能设备占地小、具有一定容量，且成本低、噪音低，传统储能方式也难以满足要求。显然，智能电网在为储能技术带来新市场的同时也影响了不同储能技术的未来。

据了解，主流储能技术包括三种，机械储能(如抽水蓄能)、电磁储能和电化学储能。因为机械储能在大规模应用上存在地理局限性、工期和动态响应的局限性，电磁储能存在造价高和容量限制，电化学储能方式在现代电力系统中脱颖而出。其中钠硫电池、液流电池、锂电池技术已经能够做到瞬时功率较大、持续时间长，且具有良好的动态响应能力、建设周期短、应用灵活等优点，在智能电网的背景下，前景向好。

市场可期 难关需破

对于智能电网将为储能技术带来广阔市场的判断，业界没有异议。而对于储能技术的市场前景到底有多大，各方则众说纷纭。其中，有大胆的，如美国能源部新墨西哥州国家实验室预测未来十年储能技术全球市场(不仅指智能电网带来的)将达到2000亿美元;还有预测表示，全球针对交通工具与智能电网应用的电池、超级电容以及燃料电池市场，将由2010年的214亿美元成长一倍，在2015年扩充至444亿美元规模。也有保守的，预测先进化学储能设备2015年全球市场将达到25亿美元;还有预测2016年全球储能市场将达到83亿美元。不管哪一个数字都足以让这个刚刚起步，竞争仍不激烈的产业激动不已。正如液流电池制造领域的领先者普能公司CEO江宗宪所说，“对于这一行业而言，重要的不是预测值有多少，而是要看到其前景是好的”。

的确，对于储能技术的市场预估是个难题，因为它太容易受到国家政策的影响，也没有人能肯定会不会产生新的应用领域、新的市场。而目前，摆在人们面前最需要解决的不是市场预估的问题，要将这一市场变成现实还有很多难关需要突破。

第一关是技术关。尽管随着科技的发展和大量资金、人力成本的投入，有些储能技术已经距离解决可再生能源发电和互动问题、实现大规模商业化应用越来越近，但很多现实问题仍未解决。

“可以说，在全球，如何将钠硫电池、液流电池和锂离子电池等最具前景的储能电池应用到智能电网中都还处于起步阶段，没有完全突破。从配置技术、控制策略到电池本体技术、电池集成技术，再到工程应用都刚刚起步，还有很多问题需要解决。”长期以来一直关注储能技术发展的来小康说，“如，电池本身都是单体，理论上单体电池的电压不会超过5V，一般为3~4V，甚至更低，这使电池在应用时必须进行串、并联，就必然会产生一致性问题。有些问题是瓶颈，但并不是不可逾越的。”

锂离子电池领域的专家、清华大学核能与新能源技术研究院新型能源与材料化学研究室副主任蒲薇华博士也认为，近20年来人们对锂离子电池的研究兴趣大多集中于各类小型便携式电子产品用充电电池、备用电源和各类车用动力型电池，对适合应用于电网的储能型电池的关注程度和研发投入相对较少，现在锂离子电池还不能完全满足电网的要求。但她同时强调，一旦业界达成共识，调整方向进行重点研发，技术突破将不成问题。

据了解，研究机构和各家电池制造企业都已经展开了相关研究。清华大学对于储能型锂电池的研究已经开始，中国电力科学研究院也确定了与此相关的诸多课题，包括大规模电池储能技术在电力系统中应用，如电池和电网连接技术，风电场中电池的配置、运行控制等;大规模储能系统集成技术，如电池成组、子系统成总系统等;工程应用技术，如对电池的评估，工程应用中面临的安装、接入、配置等各种问题;电池系统的特性研究与评估，以了解不同电池的改进潜力。

“我们所是2006年底建立的，2007年才将储能作为重点工作之一，所以这些工作都处于起步阶段。在这三年中，我们建设了电池特性试验室和风/储联合实验基地，对电池系统进行测试和评估。这是个漫长而艰苦的工作，因为电池涉及材料技术，对于材料的评估都不是短期内能完成的。”来小康介绍说。

除了技术问题，针对储能技术的价格政策和投资回报机制缺失也受到了各方的关注。现在电网侧、发电端、用户方面越来越认识到储能技术的独特作用，储能产业也引起了诸多投资者的关注。但在电源点或电网中加装电池等储能设备需要大量投入，而这种投入主要是为了改善电能质量，由谁为改善电能质量买单就成为问题，因为这种投入不会带来任何经济效益，也就使相关方对此缺乏动力。专家建议，要想推动储能技术在电网中的应用，国家应出台相应的支持政策，应该在电力行业实行优质优价，鼓励相关方改善电能质量。

“在能源行业大力发展智能电网、可再生能源的今天，储能技术的重要性毋庸置疑，其在节能、发展新能源、智能电网、国家竞争力等各方面都有重要意义。储能行业正处在产业化发展的关键阶段，但是我国没有单独支持储能技术发展的政策，使产业化非常困难。其实储能不仅仅是技术手段，而且应该上升到产业层面，甚至是国家战略层面。”华北电力大学电气与电子工程学院副教授李岩松说。

另外，还有配套的管理规则和技术标准缺失、政府对大容量储能技术的研发支持少、相关示范项目还较少等问题亟待解决。

正如来小康所说，虽然储能技术现在仍问题多多，还不成熟，但也恰恰因为其不成熟才是朝阳行业，才会吸引那么多人的目光。它的前景是绝对光明的，“随着可再生能源的发展，储能技术的未来市场是毋庸置疑的。因为可再生能源是有前景的，储能技术也就是有前景的”。(记者 崔宏薇 )