2022年3月22日，國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局印發(fā)《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》）的通知，展望2035年，能源高質(zhì)量發(fā)展取得決定性進(jìn)展，基本建成現(xiàn)代能源體系，可再生能源發(fā)電成為主體電源。根據(jù)歐洲光伏工會(huì)（EPIA）的預(yù)測(cè)，到2040年，可再生能源占總體能源結(jié)構(gòu)的比例將達(dá)到總能源消耗量的50%以上，光伏發(fā)電所占比例將超過(guò)20%；至21世紀(jì)末，在能源總供給中可再生能源占比將超過(guò)80%，光伏發(fā)電占比將超過(guò)60%。能源網(wǎng)絡(luò)也在發(fā)生變化，以適應(yīng)日益增長(zhǎng)的能源需求，同時(shí)也支持可再生能源的滲透，而能源網(wǎng)絡(luò)的變化過(guò)程中必然會(huì)增加大量的儲(chǔ)能系統(tǒng)。儲(chǔ)能系統(tǒng)在很大程度上解決了新能源發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出，有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化，使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)，提高綠色能源整體利用率。《規(guī)劃》的順利實(shí)現(xiàn)，儲(chǔ)能是關(guān)鍵要素。
按照能量?jī)?chǔ)存方式的不同，儲(chǔ)能可分為物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能三類(lèi)。其中物理儲(chǔ)能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能等，化學(xué)儲(chǔ)能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲(chǔ)能主要包括超級(jí)電容器儲(chǔ)能、超導(dǎo)儲(chǔ)能等。
新能源儲(chǔ)能技術(shù)中，鋰離子電池是首選。鋰離子電池儲(chǔ)能性能較好，使用壽命長(zhǎng)，循環(huán)次數(shù)高。一般情況下，鋰離子電池可循環(huán)3000次左右，鈦酸鋰電池則高達(dá)2.5萬(wàn)次。鋰離子電池的新增裝機(jī)規(guī)模在全球和國(guó)內(nèi)都居于榜首，國(guó)內(nèi)眾多企業(yè)布局鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)；電池梯次利用延長(zhǎng)了鋰離子電池的使用壽命，使其進(jìn)一步降低成本。鉛蓄電池技術(shù)成熟，電池材料來(lái)源廣泛，成本較低，鉛炭電池90min便可充滿(mǎn)，減少了負(fù)極硫酸鹽化現(xiàn)象，延長(zhǎng)了電池壽命，且功率密度也得到提高，是鉛蓄電池技術(shù)發(fā)展的主流方向。鈉硫電池能量密度高達(dá)760Wh/kg，轉(zhuǎn)換效率接近100%，電池循環(huán)次數(shù)高達(dá)2500次。然而，成本高昂對(duì)工作環(huán)境要求很苛刻，300℃才能啟動(dòng)，鈉硫儲(chǔ)能電池在國(guó)外應(yīng)用較多，國(guó)內(nèi)未能大規(guī)模推廣。液流電池采用正負(fù)極電解液?jiǎn)为?dú)循環(huán)的特殊結(jié)構(gòu)，提高了化學(xué)反應(yīng)效率，能量轉(zhuǎn)換效率可達(dá)96%以上，能量密度達(dá)92Wh/kg，循環(huán)次數(shù)為13000次左右，使用壽命在20年左右。由于液流電池技術(shù)成熟度不高，體積較大，價(jià)格方面也不占優(yōu)勢(shì)，因此在國(guó)內(nèi)應(yīng)用并不廣泛。目前，在化學(xué)存儲(chǔ)方面，科研人員的研究方向主要放在材料屬性和能力改進(jìn)上，包括電極、電解質(zhì)、新型膜和分離器等的優(yōu)化，最有希望的技術(shù)包括Li-S、M-Air和固態(tài)電池及新的液流電池和混合電容器。
新能源儲(chǔ)能技術(shù)中的蓄熱儲(chǔ)能裝置有助于減少住宅、非住宅和工業(yè)的二氧化碳排放量。然而，蓄熱儲(chǔ)能面臨著成本和穩(wěn)定性問(wèn)題，開(kāi)發(fā)適用于各種溫度范圍、各種容器的蓄熱儲(chǔ)能裝置，蓄熱儲(chǔ)能裝置的隔熱問(wèn)題及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和集成等還在研究中。
存儲(chǔ)系統(tǒng)方面的未來(lái)研發(fā)方向包括增加存儲(chǔ)容量、促進(jìn)與綠色能源的整合、具有更高的循環(huán)壽命和效率以及更高的放電時(shí)間能力等，其中最重要的是可靠性高的混合解決方案的設(shè)計(jì)和研發(fā)。
美國(guó)、日本將儲(chǔ)能當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立產(chǎn)業(yè)來(lái)看待并出臺(tái)了專(zhuān)門(mén)的扶持政策，中國(guó)也應(yīng)該重視儲(chǔ)能的發(fā)展，鼓勵(lì)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)，出臺(tái)相關(guān)政策，以順利實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電成為主體電源、新型電力系統(tǒng)建設(shè)取得實(shí)質(zhì)性成效的目標(biāo)。
(文章來(lái)源：中國(guó)建材報(bào))