1.5　儲能產業技術的綠色發展

發展新能源是應對氣候環境變換,保證能源安全和經濟社會可持續發展的重要戰略舉措。由于風力發電、太陽能發電為代表的新能源具有間歇性、波動性和隨機性,其大規模消納已成為世界性難題。儲能技術是提高電力系統消納新能源能力的重大關鍵技術。因此,發達國家先后將儲能產業升級為國家戰略。

儲能技術的主要應用領域是智能電網,動力電池在新能源汽車重點專項中獲得支持,“十三五”期間國家對儲能方向的支持與智能電網合并,儲能作為其中的基礎支撐技術獲得產業研究,設立了三個任務,包括大規模儲能關鍵技術研究任務、新型儲能器件的基礎科學與前瞻技術研究任務,海水抽水蓄能電站前瞻技術研究任務。

大規模儲能關鍵技術研究任務屬于重大共性關鍵技術,其重點研究內容包括:適合大規模儲能的鋰離子電池、液流電池、壓縮空氣儲能技術、梯次利用動力電池規?；こ虘藐P鍵技術。研究提升儲能單元使用壽命、能量轉換效率、能量密度、安全性能的關鍵材料及創新結構,研究降低儲能單元、模塊、系統成本的關鍵技術,以及動力電池的梯次利用關鍵技術。

新型儲能器件的基礎科學與前瞻技術研究任務屬于基礎研究,重點研究內容包括開發能顯著提升和超越現有儲能技術水平,針對大規模儲能、分布式儲能等不同的能量級別、功率級別、應用場景的多種新型儲能技術。支持儲能技術的共性基礎科學問題研究,包括儲能新原理、能量儲存與轉換過程中的熱力學、動力學、穩定性、失效機制、關鍵材料匹配等。研究開發具有更高性能的新材料、新結構、新設計。探索、研究和篩選適合智能電網各類應用的新型儲能技術。

在基礎科學方面,掌握新型儲能技術中關鍵材料設計、結構優化設計/器件響應行為,掌握儲能器件服役過程中性能演化行為及其演化機理;完成對新型儲能器件的綜合技術指標、技術經濟性評價和在規模儲能中的應用前景分析;新型儲能技術的核心材料、器件、應用、關鍵制造技術形成完整的自主知識產權體系。

“十三五”期間安排了鈉離子電池、鋰離子電容、儲能型固態鋰電池、液態金屬電池4個項目,項目結束后,都要求實現千瓦時級以上驗證,并突破相關關鍵技術。海水抽水蓄能電站前瞻技術研究任務屬于共性關鍵技術,研究內容包括對沿海地區海水抽水蓄能資源、開發潛力和生態環境影響進行評估,電站建設規劃和選址的要求,水輪機設計與制造技術,水輪發電機組變速技術的應用,海水抽水蓄能電站與可再生能源聯合運行技術,海水抽水蓄能管道防腐蝕與生物附著問題,電站壩體防浸襲技術,進行海島小容量海水抽水蓄能電站試驗。具體目標為掌握海水抽水蓄能與可再生能源的優化運行技術,研制適用于海水抽水蓄能水輪變速機組樣機,初步提出發電設備、水路裝置防腐蝕、防止以及清除海生生物的附著、防止海水滲透、防止漂砂流入等措施,建設200kW~1MW海水油水蓄能試驗電站,建立我國小型海水抽水蓄能電站試驗研究平臺。預期成果為完成我國海水抽水蓄能資源評估報告,提出海水抽水蓄能電站建設環境和經濟效益評估方法和海水抽水蓄能與可再生能源優化運行方案,提出海水抽水蓄能建設防腐蝕、滲透、海生生物附著等問題的解決方案以及防海生生物附著的技術措施,完成適用于海水抽水蓄能的MW級水輪變速機組樣機研制,建成200kW~1MW海水抽水蓄能試驗電站。

目前各類規模技術仍然在發展階段,總體而言,不斷提升儲能技術的安全性、循環壽命與服役壽命、能量效率、響應速率、可靠性與智能化水平,降低初次采購成本和度電使用成本,減少儲能裝備的制造和使用對環境和資源的壓力是總體發展目標。通過市場和各類商業應用檢驗,在不同應用中具有技術經濟性,并能形成完整產業鏈的儲能技術將逐漸明確。2017年,國家發展和改革委員會、財政部、科技部、工信部、能源局聯合發布了《關于促進儲能技術與產業發展的指導意見》,進一步確定了未來10年的發展目標,共分兩個階段:第一階段實現儲能由研發示范向商業化初期過渡;第二階段實現商業化初期向規?；l展轉變?！笆濉逼陂g,建成一批不同技術類型、不同應用場景的試點示范項目;研發一批重大關鍵技術與核心裝備,主要儲能技術達到國際先進水平;初步建立儲能技術標準體系,形成一批重點技術規范和標準;探索一批可推廣的商業模式;培育一批有競爭力的市場主體。儲能產業發展進入商業化初期,儲能對于能源體系轉型的關鍵作用初步顯現。

未來的“十四五”期間,儲能項目將廣泛應用,形成較為完整的產業體系,成為能源領域經濟新增長點;全面掌握具有國際領先水平的儲能關鍵技術和核心裝備,部分儲能技術裝備引領國際發展;形成較為完善的技術和標準體系并擁有國際話語權;基于電力與能源市場的多種儲能商業模式蓬勃發展;形成一批有國際競爭力的市場主體。儲能產業規?；l展,儲能在推動能源變革和能源互聯網發展中的作用全面展現。今后需要針對不同的應用,進一步加快發展先進的化學、物理儲能技術,建立國家級大型儲能系統公共測試分析平臺,完善與規范相關標準、檢測與認證體系;通過進一步示范,盡快全面掌握適合我國國情、針對多種應用場景、不同規模的儲能本體和系統集成技術,提高各類儲能技術經濟性。