储能大幕拉开前景广阔

全球储能稳健发展国内储能初级阶段

储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅酸电池、全钒液流电池、钠硫电池、锂离子电池）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能等）三大类。2015年，全球累计运行的储能项目装机规模1227.8MW，全球累计运行储能项目（不含抽水蓄能、压缩空气和储热）327个，装机规模946.8MW。近五年，累计装机规模的年复合增长率（2010-2015）18%，累计项目数量的年复合增长率（2010-2015）40%。

全球电化学储能项目累计装机规模(2000-2015)

我国的储能行业刚刚起步，截止2015年底，中国储能累计装机规模105.5MW，占全球储能项目总装机的11%。2015年新增储能项目（含运行、在建和规划中项目）28个，装机规模37.5MW，虽然项目数和装机规模比2014年有所下降，但仍在稳步发展。

中国储能项目累计装机规模

到2015年底，从应用分布上看，主要以分布式发电及微网和可再生能源并网领域为主，二者累计装机规模超过中国市场的80%。分布式发电及微网领域近两年一直无论在累计装机规模还是项目个数上均占据第一的位置，占比分别为56%和77%，是国内最有希望率先实现规模化商业应用的领域。

中国运行项目应用累计装机分布(2000-2015)

能源结构调整中的大规模储能技术

近年来，可再生能源开发利用规模不断扩大，储能技术的研究与应用也日渐广泛。抽水储能、压缩空气储能、锂离子电池、钠硫电池、铅酸/铅炭电池等目前主要的几种储能技术都有各自的优缺点，在实际应用时要找准定位，使不同的储能技术在不同的领域和场景扮演关键角色。

发展可再生能源是大势所需

2003年18亿吨标准煤，2012年36亿吨，2015年达到43亿吨，2020年将达到48亿吨，其中煤炭力争控制在42亿吨。

众所周知，煤炭的大量消耗是我国环境污染、肺癌等疾病的成因之一。故，发展可再生能源是大势所驱。历史上出现了三次能源革命：

第一次能源革命，煤炭代替了薪柴，大英帝国抓住了机遇，称霸全球。但也引发了诸多问题，例如伦敦大雾霾。据不完全统计，当时英国的能源结构中70%以上是煤炭。

第二次能源革命，油气代替了煤炭，美国借势成为新的世界霸主。

第三次能源革命，提出了可再生能源。中共中央在十三五规划中提出能源革命和能源结构调整的战略方针：到2020年，我国风能发电装机容量达到2.5亿千瓦，光伏发电达1.5亿千瓦，光热发电达500万千瓦。

以上是世界各国在能源转型上的一些规划目标，可以看出，普及可再生能源是全球实现低碳能源转型的关键。预计2030年以后，整个能源结构当中，可再生能源将会占主导。早在2004年的一次报告中我提出过：可再生能源正逐渐由辅助能源变为主导能源。至今我仍然坚持这一观点。

为什么需要“储能”?

电网有一百多年历史，没有储能也运行得很好，那为什么现在需要“储能”?

大规模储能技术是国家的重大需求

值得高兴的是，近几年，无论是十三五还是两会，一些文件的出台都表明国家开始重视储能：

2016.11.17，《国家能源委员会会议：通过能源发展十三五规划》，指出，加快技术创新和体制改革是推动能源可持续发展的关键依托。要集中力量在可再生能源开发利用特别是新能源并网技术和储能、微网技术上取得突破，全面建设“互联网+”智慧能源，提升电网系统调节能力，增加新能源消纳能力，发展先进高效节能技术，抢占能源科技竞争制高点。

2016.12.19《十三五国家战略性新兴产业发展规划》国务院加快发展先进核电、高效光电光热、大型风电、高效储能、分布式能源等，加速提升新能源产品经济性，加快构建适应新能源高比例发展的电力体制机制、新型电网和创新支撑体系，促进多能互补和协同优化，引领能源生产与消费革命。

大力发展“互联网+”智慧能源。加快研发分布式能源、储能、智能微网等关键技术，构建智能化电力运行监测管理技术平台，建设以可再生能源为主体的“源—网—荷—储—用”协调发展、集成互补的能源互联网。

还有前段时间大家一定都被由五部委联合发布的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》刷屏了，指导意见中明确指出:“应用推广一批具有自主知识产权的储能技术和产品。加强引导和扶持，促进产学研用结合，加速技术转化。鼓励储能产品生产企业采用先进制造技术和理念提质增效，鼓励创新投融资模式降低成本，鼓励通过参与国外应用市场拉动国内装备制造水平提升。重点包括100MW级全钒液流电池储能电站、高性能铅炭电容电池储能系统等。”

作为国内首个储能产业政策文件，这份指导意见明确了储能产业未来10年的发展目标，标志着储能作为电网中的主体地位确立。该意见鼓励多种技术路线和应用场景并行发展，并且提出了由政府引导、市场主导，强调建立补偿机制，而非单纯的给予补贴，起点研究预测未来与电化学储能相关的示范项目有望加快推进，多种储能商业模式将有望蓬勃发展。

各种储能技术的特点

各种储能技术及适用规模

我们所说的大规模储能技术，如图中三角区域所示，时间长、功率大，属于电网的储能技术。如抽水储能、压缩空气储能、钠硫电池、铅炭电池等。

大规模储能技术的要求

满足以下三个条件就适合大规模储能：

①安全性

生命周期的性价比高(经济性好)

生命周期的环境负荷低(环境友好)

对规模储能技术而言，由于系统功率和容量大，发生安全事故造成的危害和损失大，因此规模储能技术的首要要求是安全可靠。解决其安全可靠性是其重中之重;无论多大规模的储能，报废后的废弃物处理成本必须算上;对环境的影响必须考虑进去。

有人认为电动汽车储能报废下来后可以用到大规模储能上。我的观点是：电动汽车不到20-40个千瓦，你用到小规模储能上也许可行，但用到兆瓦级以上的储能，其经济性、寿命各个方面都需要反复考量。

抽水储能技术

①技术成熟：世界范围已建127,000MW，

②储能容量大：占总储能装机容量的99%;数十MW―GW

受地形、生态环境等条件的限制

工作原理：

储电：利用“谷电”，把水由低位水库抽到高位水库，电能转为势能。

发电：在用电高峰期，释放高位水库中的水，势能转化为电能。

在欧美，抽水储能装机容量一般占发电装机容量的10%-15%;我国由于水力资源、地理环境等资源限制，抽水储能装机容量只占发电装机容量的1.7%不到。

4、压缩空气储能技术

优点：储能容量大

缺点：选址地质条件限制大、需和燃气燃油电站配套

压缩空气储能技术是比较成熟的。早在上世纪八十年代的德国和九十年代的美国就有建过压缩空气储能电站，但目前世界上仅有2座百兆瓦级压缩空气储能电站，第三座终止建设。

5、锂离子电池储能技术

现在都说锂离子电池好，但是两个问题需要重视：一个是安全性问题，第二个是容量衰减问题。锂离子电池做的越大，其能量衰减就越快。正如我刚才提到的，汽车电池报废后用到大规模储能上是需要慎重的。

6、钠硫电池储能技术

能量密度较高，单个电池的开路电压高

高温型蓄电池(350℃运行)

液态硫和金属钠对氧化铝隔膜具有强腐蚀性，易引起爆炸，危险性大

电池防腐、隔热与安全防护要求高

制造成本高

启动时间长(数十小时至上百小时)

目前，全球范围内能造出钠硫电池的只有日本NGK公司一家，中国要买它家电池要排队五年，而且电池卖出去后，所有的电池管理系统、电池信息只能日本人看，买家只能用。然而钠硫电池中的金属纳遇到水就着火，有极大的安全隐患。日本在2010年2月和9月的两场大型钠硫电池着火事件，也给日本钠硫电池公司造成致命打击，导致很多订单退货。

7、铅酸、(铅碳)电池储能技术

铅酸电池技术成熟、价格低廉、安全性能相对可靠

铅碳电池可大幅度提高电池的寿命

循环寿命短、环境污染

铅酸电池，我以前不看好。但通过近几年对铅碳电池的研究，从目前我的试验室研究结果表明，如果铅碳电池做得好，同样的条件下，铅碳电池的寿命要比铅酸电池增加5倍。但仍存在一些安全性的问题，如十几年以前，美国有一国际知名的储能公司最近宣布破产，原因是其在美国本土和在夏威夷项目着火，其主要原因是在铅酸电池和碳，碳和水在一起，充电过程当中超过1.7V(铅酸电池电压为1.8V)，控制不好就会产生氢气，引起着火。所以解决这个问题是铅碳电池的核心。