中國網(wǎng)/中國發(fā)展門戶網(wǎng)訊    能源利用是我國溫室氣體的主要來源。作為流程工業(yè)的典型高排放行業(yè)，即化工、鋼鐵、有色、建材工業(yè)過程的二氧化碳（CO2）排放約占全國總排放的近 40%，是我國碳排放的主要來源。因此，CO2高排放行業(yè)能源利用清潔低碳化轉(zhuǎn)型發(fā)展勢在必行。我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和（以下簡稱“雙碳”）目標(biāo)意味著必須進(jìn)行顛覆性的能源革命、科技革命和經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。發(fā)展變革性低碳技術(shù)，通過工藝源頭創(chuàng)新和流程再造，在典型流程工業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和，是支撐我國“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。儲(chǔ)能作為電能的載體，可有效地平抑大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的波動(dòng)性，促進(jìn)電力系統(tǒng)運(yùn)行中電源和負(fù)荷的平衡，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、經(jīng)濟(jì)型和靈活性；儲(chǔ)能技術(shù)也成為構(gòu)建智能電網(wǎng)與實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電的核心關(guān)鍵。隨著碳中和成為全球共識，新能源在整個(gè)能源體系中的比重將快速增加，儲(chǔ)能技術(shù)也迎來爆發(fā)式增長。國內(nèi)外大規(guī)模新型儲(chǔ)能項(xiàng)目陸續(xù)啟動(dòng)，儲(chǔ)能技術(shù)呈現(xiàn)出液流電池、鈉離子電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能、鉛碳電池、儲(chǔ)熱技術(shù)等“百家爭鳴”局面；與此同時(shí)，越來越多的企業(yè)投身儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)，或擴(kuò)產(chǎn)或跨界合作，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的良好局面。

儲(chǔ)能在“雙碳”中的作用與地位

儲(chǔ)能技術(shù)是解決以風(fēng)、光為主的新能源系統(tǒng)波動(dòng)性、間歇性的有效技術(shù)。未來能源系統(tǒng)將是以新能源為主體、多種形式能源共同構(gòu)成的多元化能源系統(tǒng)。風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電本身的波動(dòng)性和間歇性決定了靈活性將是新的能源系統(tǒng)必不可少的組成部分。而從技術(shù)屬性來看，儲(chǔ)能正好能夠滿足新的能源系統(tǒng)對靈活性的需求。因此，通過儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)可再生能源大規(guī)模接入，從而推動(dòng)能源低碳轉(zhuǎn)型的技術(shù)路徑被業(yè)界寄予厚望。

在政策層面，國家發(fā)展和改革委員會(huì)（簡稱“國家發(fā)展改革委”）和國家能源局啟動(dòng)了對儲(chǔ)能發(fā)展的整體規(guī)劃部署，密集出臺(tái)了一系列儲(chǔ)能相關(guān)政策。2021年 7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關(guān)于加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見》；相比同年 2月 25日發(fā)布的《推進(jìn)電力源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化和多能互補(bǔ)發(fā)展的指導(dǎo)意見》和 4月 19日發(fā)布的《關(guān)于 2021年風(fēng)電、光伏發(fā)電開發(fā)建設(shè)有關(guān)事項(xiàng)的通知（征求意見稿）》，儲(chǔ)能的市場地位、商業(yè)模式和經(jīng)濟(jì)價(jià)值逐漸得到承認(rèn)與明確。2021年 10月，中共中央、國務(wù)院先后發(fā)布了《中共中央 國務(wù)院關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見》和《國務(wù)院關(guān)于印發(fā) 2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》，首次將推動(dòng)新型儲(chǔ)能發(fā)展作為加快構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系、建設(shè)新型電力系統(tǒng)的重要布局和主要工作之一；并明確了到 2025年，新型儲(chǔ)能裝機(jī)容量達(dá)到 3 000萬千瓦以上的總體目標(biāo)。2021年 12月，國家能源局正式頒布《電力并網(wǎng)運(yùn)行管理規(guī)定》和《電力輔助服務(wù)管理辦法》文件，明確將新型儲(chǔ)能、虛擬電廠、負(fù)荷聚集商等作為輔助服務(wù)市場的新主體；并增加了電力輔助服務(wù)新品種，完善了輔助服務(wù)分擔(dān)共享新機(jī)制，疏導(dǎo)電力系統(tǒng)運(yùn)行日益增加的輔助服務(wù)費(fèi)用。在此政策的指引下，2021年約有 21個(gè)省份出臺(tái)電力輔助服務(wù)相關(guān)政策。2022年 2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出，到 2025年，新型儲(chǔ)能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用條件；到 2030年，新型儲(chǔ)能全面市場化發(fā)展，全面支撐能源領(lǐng)域碳達(dá)峰目標(biāo)如期實(shí)現(xiàn)。因此，儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)可再生能源規(guī)模應(yīng)用和構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的關(guān)鍵核心技術(shù)。

主流儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)外在新型儲(chǔ)能技術(shù)，包括液流電池、鈉離子電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲(chǔ)能等技術(shù)的基礎(chǔ)研發(fā)和工程化方面均取得了重大進(jìn)展。其中，鋰離子電池技術(shù)發(fā)展最快，目前所占市場份額最大。全釩液流電池、壓縮空氣儲(chǔ)能已具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化條件；鈉離子電池、鉛碳電池、鋅基液流電池等也已具備初步進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)入條件，這些技術(shù)有望在“雙碳”目標(biāo)突破的過程中扮演重要角色。

 液流電池儲(chǔ)能發(fā)展現(xiàn)狀

液流電池通過電解液內(nèi)離子的價(jià)態(tài)變化實(shí)現(xiàn)電能存儲(chǔ)和釋放。其功率和容量可獨(dú)立設(shè)計(jì)、安全性高、儲(chǔ)能規(guī)模大、效率高、壽命長、生命周期的性價(jià)比高等特點(diǎn)，使其在大規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。根據(jù)活性物質(zhì)種類不同，液流電池可分為全釩液流電池、鋅基液流電池等。

 全釩液流電池

作為長時(shí)儲(chǔ)能優(yōu)選技術(shù)之一的全釩液流電池，得益于其高安全性、長壽命、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，目前發(fā)展成熟度最高，商業(yè)化進(jìn)程最快。2021年 11月，微軟、谷歌等 10余家公司在《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第 26次締約方大會(huì)（COP26）上成立國際長時(shí)儲(chǔ)能委員會(huì)（LDES），旨在部署和加快推動(dòng)可存儲(chǔ)和釋放 8小時(shí)或更長時(shí)間的儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展。由此可見，快速發(fā)展全釩液流電池長時(shí)儲(chǔ)能技術(shù)的迫切性。

國外從事全釩液流電池儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的單位主要有日本的住友電工集團(tuán)、英國的 Invinity公司、德國的Fraunhofer UMSICHT、美國的西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室和 UNIEnergy Technology（UET）等企業(yè)與研究機(jī)構(gòu)。2020年住友電工集團(tuán)與北海道電力有限公司簽署合同將于 2022年建成 17 MW/51 MWh的全釩液流電池儲(chǔ)能電站①。2021年 12月，牛津超級能源樞紐項(xiàng)目（ESO）進(jìn)入帶電調(diào)試階段，該項(xiàng)目由 Invinity公司在英國制造的 5 MWh全釩液流電池系統(tǒng)與 50 MW瓦錫蘭鋰離子電池結(jié)合，作為單一的儲(chǔ)能資產(chǎn)運(yùn)行，這是目前投運(yùn)的最大的全釩液流+鋰離子混合電池。其中，全釩液流電池在系統(tǒng)投入使用時(shí)充當(dāng)?shù)谝痪€響應(yīng)，只有在所需的響應(yīng)超過全釩液流電池的容量后，鋰離子電池才會(huì)被調(diào)用，從而充分利用全釩液流電池長壽命、不衰減的特點(diǎn)，減少鋰離子電池的消耗。這種混合儲(chǔ)能方式可利用 2種電池各自的技術(shù)優(yōu)勢來提高電網(wǎng)彈性，并創(chuàng)建更加智能、更加靈活的能源系統(tǒng)，最終將支持更多的可再生能源發(fā)電并網(wǎng)到英國電網(wǎng)中。

國內(nèi)主要有中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）、大連融科儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展有限公司（以下簡稱“大連融科”）、北京普能世紀(jì)科技有限公司（以下簡稱“北京普能”）、上海電氣儲(chǔ)能科技有限公司、清華大學(xué)、中國科學(xué)院沈陽金屬研究所、中南大學(xué)等多家機(jī)構(gòu)從事全釩液流電池的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化工作。大連化物所自 2000年開始液流電池的研究，在液流電池關(guān)鍵材料、核心部件、電堆及系統(tǒng)設(shè)計(jì)集成、控制管理等方面都取得了國際領(lǐng)先的成果；已在液流電池領(lǐng)域獲得國家授權(quán)專利 150余項(xiàng)，國際專利 7項(xiàng)，形成了完整的自主知識產(chǎn)權(quán)體系。2021年在大連瓦房店建成了目前國內(nèi)最大規(guī)模的全釩液流電池系統(tǒng)，即大唐國際鎮(zhèn)海網(wǎng)源友好型風(fēng)電場 10 MW/40 MWh和國電投駝山網(wǎng)源友好型風(fēng)電場 10 MW/40 MWh全釩液流電池系統(tǒng)。在國家及地方政府的大力支持下，成功推進(jìn)了全球最大 200 MW/800MWh全釩液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站國家示范項(xiàng)目一期工程（100 MW/400 MWh）的全面開工建設(shè)。目前，100 MW儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目已完成主體工程建設(shè)（圖 1），進(jìn)入單體模塊調(diào)試階段，預(yù)計(jì) 2022年 6月完成并網(wǎng)調(diào)試，這將對緩解大連市乃至遼寧省電網(wǎng)調(diào)峰壓力、提高大連南部地區(qū)供電可靠性、加快新能源發(fā)展發(fā)揮重要作用。