“潔能+儲能+智能”是未來能源互聯網的發展方向。儲能不是能源行業的主角,但它是不可或缺的重要配角。
儲能不僅對常規電網具有調峰調頻、增強電網安全穩定運行的能力,能夠提高電力系統的經濟運行水平,也是實現可再生能源平滑波動、促進可再生能源大規模消納和接入的重要手段。同時,它更是分布式能源系統和智能電網系統的重要組成部分,在能源互聯網中具有重要作用。
推動儲能商業與示范工程建設,加強儲能產業自主創新與發展,對于推動我國能源生產和利用方式變革,普及應用可再生能源,調整優化能源結構,構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源產業體系具有重要的戰略意義。
我國儲能技術發展路線是如何規劃的?
作為新興產業,儲能自2008年起一直保持較快增長。截至2015年底,國內電力輔助市場、基站備用電源、風光發電領域、分布式發電及微電網、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領域配套儲能系統累計裝機容量達到33.7GW,同比增長14.6%。
2016年4月國家發改委、國家能源局下發了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》,并發布了《能源技術革命重點創新行動路線圖》,其中包括了先進儲能技術創新路線圖。
應用于電網的先進儲能技術種類較多,根據目前儲能技術應用的成熟度,可以從3級到0級分為四個不同層次:
(1)3級:已經商業化的技術,例如抽水蓄能、鉛酸電池儲能等。
(2)2級:進入示范階段或已部分商業化的技術,包括壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉基電池、鉛碳電池、全釩液流電池、鋅溴液流電池、超導儲能、飛輪儲能、超級電容器、儲熱/冷、熔融鹽儲熱等.這些技術均已完成研發并開始產業示范。對于能量密度較低但功率密度較高的超導儲能、飛輪儲能、超級電容器,在電網用先進大容量儲能方面可以起到輔助作用,配合其它能量型儲能技術使用。
(3)1級:技術原理通過驗證但尚處于實驗室研發階段的技術,例如鋰液流電池、鋰漿料電池、金屬基電池等新型儲能電池。此類新型儲能技術在研發之初就立足于低成本長壽命大容量的技術要求,起點較高,發展十分迅速,具有較大的商業潛力。
(4)0級:新概念儲能技術,最近一兩年以及未來會出現的一些新型儲能技術,其技術原理尚未得到驗證,屬于原創技術,需要我們高度重視。
在上述技術分類中,3級和2級特別需要相關價格政策的支持,1級和0級需要科研立項支持技術創新。
因此,一方面,政府相關部門需要出臺支持儲能產業可持續發展的價格政策,促進現有相對成熟的一些儲能裝備技術進入WM級以上的示范和商業應用,在示范中發現及解決一些應用技術問題,并帶動儲能商業模式的創新和商業項目的實施推廣
另一方面,必須高度重視儲能技術的原始創新和知識產權布局,積極開發低成本、長壽命、高安全、易回收的新型儲能技術,為儲能產業的可持續發展及能源轉型提供重要的技術支撐。
規劃建議
在具體技術路線規劃方面,有如下五點建議:
(1)必須明確儲能裝備(本體)技術和儲能應用技術的區別和聯系。
對于絕大多數儲能裝備技術而言,當其已經達到MW級別以上的示范應用時,主要是發現并解決儲能應用過程中的技術問題,而不是儲能裝備技術的問題。換句話說,應該在儲能裝備技術基本成熟的前提下,再開展MW級別以上的示范應用。
(2)對于大型并網示范項目,應該借鑒或利用已有電網模擬系統,論證清楚示范項目需要解決的應用技術問題,先模擬后建設,以避免匆忙上馬,造成巨額財政浪費,否則不利于儲能產業的健康和可持續發展。
(3)以具體儲能應用場景需求(不同功能和功率等級)以及技術發展所處不同等級進行規劃,并給予與等級相適應的支持。
要“以問題為中心,而不是以工具為中心”,這樣可以避免顧此失彼,遺漏有前景的技術方向,并且避免某些技術方向的低效率支持或重復支持。另外,雖然化學儲能發展迅速,但抽水蓄能還是最近10年電網的主要儲能方式。對于抽水蓄能,是否所有關鍵技術已為我國所掌握?它的技術創新路線圖是什么?這都值得重視和討論。
(4)加強儲能項目立項與結題的知識產權競爭力評估和技術應用前景評估。
對于國外已經成熟或已經進入示范應用的儲能技術,我們如何突破相關知識產權的布局和封鎖?如何避免“放水養魚”的被動局面?這需要我們重視儲能項目的知識產權評估,加強關聯技術、上下游產業鏈相關企業和研究單位之間的合作發展。建立儲能行業知識產權評估和交易平臺,引導儲能技術產業鏈的有序發展。建立健全知識產權的保護與分享機制,加強核心技術點的專利布局,積極引導產業資本和風險投資進入前沿技術開發領域,提高儲能行業自主創新能力。
(5)建立儲能產業聯合創新研究機構,重視產業規劃與布局。
有效聯合高校院所和企業的儲能研究團隊,建立技術聯合創新平臺,攻克產業發展難點、要點,促進產學研深度合作,提升中國儲能產業發展的國際競爭力。建立儲能發展戰略與政策聯合研究平臺,通過嚴謹、科學的戰略性和應用性研究,為政府部門制定儲能發展戰略、儲能發展規劃、可再生能源法規和重大經濟政策等提供科學依據。
儲能不僅對常規電網具有調峰調頻、增強電網安全穩定運行的能力,能夠提高電力系統的經濟運行水平,也是實現可再生能源平滑波動、促進可再生能源大規模消納和接入的重要手段。同時,它更是分布式能源系統和智能電網系統的重要組成部分,在能源互聯網中具有重要作用。
推動儲能商業與示范工程建設,加強儲能產業自主創新與發展,對于推動我國能源生產和利用方式變革,普及應用可再生能源,調整優化能源結構,構建安全、穩定、經濟、清潔的現代能源產業體系具有重要的戰略意義。
我國儲能技術發展路線是如何規劃的?
作為新興產業,儲能自2008年起一直保持較快增長。截至2015年底,國內電力輔助市場、基站備用電源、風光發電領域、分布式發電及微電網、新能源汽車充換電站和家庭儲能等六大領域配套儲能系統累計裝機容量達到33.7GW,同比增長14.6%。
2016年4月國家發改委、國家能源局下發了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》,并發布了《能源技術革命重點創新行動路線圖》,其中包括了先進儲能技術創新路線圖。
應用于電網的先進儲能技術種類較多,根據目前儲能技術應用的成熟度,可以從3級到0級分為四個不同層次:
(1)3級:已經商業化的技術,例如抽水蓄能、鉛酸電池儲能等。
(2)2級:進入示范階段或已部分商業化的技術,包括壓縮空氣儲能、鋰離子電池、鈉基電池、鉛碳電池、全釩液流電池、鋅溴液流電池、超導儲能、飛輪儲能、超級電容器、儲熱/冷、熔融鹽儲熱等.這些技術均已完成研發并開始產業示范。對于能量密度較低但功率密度較高的超導儲能、飛輪儲能、超級電容器,在電網用先進大容量儲能方面可以起到輔助作用,配合其它能量型儲能技術使用。
(3)1級:技術原理通過驗證但尚處于實驗室研發階段的技術,例如鋰液流電池、鋰漿料電池、金屬基電池等新型儲能電池。此類新型儲能技術在研發之初就立足于低成本長壽命大容量的技術要求,起點較高,發展十分迅速,具有較大的商業潛力。
(4)0級:新概念儲能技術,最近一兩年以及未來會出現的一些新型儲能技術,其技術原理尚未得到驗證,屬于原創技術,需要我們高度重視。
在上述技術分類中,3級和2級特別需要相關價格政策的支持,1級和0級需要科研立項支持技術創新。
因此,一方面,政府相關部門需要出臺支持儲能產業可持續發展的價格政策,促進現有相對成熟的一些儲能裝備技術進入WM級以上的示范和商業應用,在示范中發現及解決一些應用技術問題,并帶動儲能商業模式的創新和商業項目的實施推廣
另一方面,必須高度重視儲能技術的原始創新和知識產權布局,積極開發低成本、長壽命、高安全、易回收的新型儲能技術,為儲能產業的可持續發展及能源轉型提供重要的技術支撐。
規劃建議
在具體技術路線規劃方面,有如下五點建議:
(1)必須明確儲能裝備(本體)技術和儲能應用技術的區別和聯系。
對于絕大多數儲能裝備技術而言,當其已經達到MW級別以上的示范應用時,主要是發現并解決儲能應用過程中的技術問題,而不是儲能裝備技術的問題。換句話說,應該在儲能裝備技術基本成熟的前提下,再開展MW級別以上的示范應用。
(2)對于大型并網示范項目,應該借鑒或利用已有電網模擬系統,論證清楚示范項目需要解決的應用技術問題,先模擬后建設,以避免匆忙上馬,造成巨額財政浪費,否則不利于儲能產業的健康和可持續發展。
(3)以具體儲能應用場景需求(不同功能和功率等級)以及技術發展所處不同等級進行規劃,并給予與等級相適應的支持。
要“以問題為中心,而不是以工具為中心”,這樣可以避免顧此失彼,遺漏有前景的技術方向,并且避免某些技術方向的低效率支持或重復支持。另外,雖然化學儲能發展迅速,但抽水蓄能還是最近10年電網的主要儲能方式。對于抽水蓄能,是否所有關鍵技術已為我國所掌握?它的技術創新路線圖是什么?這都值得重視和討論。
(4)加強儲能項目立項與結題的知識產權競爭力評估和技術應用前景評估。
對于國外已經成熟或已經進入示范應用的儲能技術,我們如何突破相關知識產權的布局和封鎖?如何避免“放水養魚”的被動局面?這需要我們重視儲能項目的知識產權評估,加強關聯技術、上下游產業鏈相關企業和研究單位之間的合作發展。建立儲能行業知識產權評估和交易平臺,引導儲能技術產業鏈的有序發展。建立健全知識產權的保護與分享機制,加強核心技術點的專利布局,積極引導產業資本和風險投資進入前沿技術開發領域,提高儲能行業自主創新能力。
(5)建立儲能產業聯合創新研究機構,重視產業規劃與布局。
有效聯合高校院所和企業的儲能研究團隊,建立技術聯合創新平臺,攻克產業發展難點、要點,促進產學研深度合作,提升中國儲能產業發展的國際競爭力。建立儲能發展戰略與政策聯合研究平臺,通過嚴謹、科學的戰略性和應用性研究,為政府部門制定儲能發展戰略、儲能發展規劃、可再生能源法規和重大經濟政策等提供科學依據。