储能技术发展态势及政策环境分析

1、储能技术发展态势及政策环境分析摘要：近年来人类社会能源需求增加，同时相对环保永续的可再生能源快速 发展，因而凸显了储能技术的重要性。尤其我国在“双碳”目标即“力争 2030 年前实现碳排放达峰，2060 年前实现碳中和”的牵引下，可再生能源的应用规模 与比例势必大幅提升，然而间歇性是风电、光伏等可再生能源的一大特点，无法 像传统化石能源发电随时间稳定输出，而是具有波动性与随机性，这意味着需要 储能系统介入调节，以缓解电力需求供给不匹配所导致的种种问题。借由储能技 术可以渐缓可再生能源因间歇性而带来的负面影响，增加电力调配的弹性、改善 电力质量、提升电压稳定性。关键词：储能技术；发展态势；政策环境电能是各行各业发展及人类生活不可或缺的资源。电能从产生到运输、使用 的各个环节，都涉及到了储能技术。得益于储能技术的发展，电能得以通过便捷 的方式储存，而储存的能量又能在不同的情形下发挥功效。比如，储能可用作应 急电源，可以将电负荷低时储存的电能用于电负荷高时输出能量，从而减少电网 的波动，确保供电的平稳。可见，储能技术的发展与应用，使得人类实现了对电 能的有效掌控，电能的应用灵活性更强，实效性

2、更为突出。1 新能源电力系统中的储能技术分析1.1 电化学储能电化学储能包含多种储能技术，例如锂离子电池、铅酸电池、金属空气电池 等二次电池储能，以及液流电池、超级电容等，不同的储能技术有其各自特点， 其中，电池储能的优势体现在灵活性及可扩充性。以下简要介绍几种常见电化学 储能的特点。超级电容的优点包括充放电速度快、功率密度高、循环使用寿命长 环境友好、工作温度范围宽等，其主要问题在于能量密度低、成本高，能量密度 为2Wh/kg15Wh/kg,成本为300美元/ (kWh)2000美元/ (kWh) 20。超 级电容目前仍处技术探索阶段，在提高能量密度和降低成本方面仍有较大发展空 间。锂离子电池在电子产品与电动汽车领域已有较多应用。锂离子电池能量密度 高，循环寿命约为 10000 次，特定情况下库伦效率可接近为 100%，且没有记忆效 应，目前制造成本随着新能源汽车市场的规模效应而不断下降。储能电池一般用 于通信基站、电网、微电网等场合，因此，其更注重安全性、寿命与成本。目前 锂离子电池是国内外电化学储能项目占比最大者。液流电池的特点是活性物质不 在电池内，而是另外存储于罐中，电池仅是

3、提供氧化还原反应的场所，因此储能 容量不受电极体积的限制，可实现功率密度和能量密度的独立设计，使其具有丰 富的应用场景。以全钒液流电池为例，循环寿命长（可超过 200000 次）、效率 高（80%）、安全性好、可模块化设计、功率密度高，适用于大中型储能场景。 但碍于制造成本较高，液流电池目前而未得到大规模的应用，其中电解液与隔膜 是左右成本的关键。铅酸电池历史最为悠久，发展至今制造工艺较为成熟、成本 较低，能源转换效率为70%90%，适合改善电能质量、不间断电源和旋转备用等 应用。铅酸电池缺点是不环保，且循环寿命低，仅5002500次。钠硫电池理论 能量密度高、充放电能效高、循环寿命长，原料成本低，电池运行温度保持在 300C350C。中间的陶瓷隔膜为该电池的固体电解质，可传导钠离子，而电 子则是流经外电路以构成电池回路。若陶瓷隔膜破碎导致钠和硫反应，释出大量 热量容易造成事故，这也是制约钠硫电池的发展的首要因素，因此较低温度或室 温钠硫电池的研发是未来的一个研究方向。1.2 物理储能物理储能包括压缩空气、飞轮以及抽水储能几种类型，能够以物理能的形式 存储电能，在实际应用时，电力企业通

4、常可以结合发电类型、环境现状等合理选 择储能方式，实现对能源的高效应用。抽水储能虽然储能容量较高，但是该技术 容易受环境限制，在环境位置不合适的情况下往往会消耗更多的应用成本，该技 术在风力资源丰富的西北地区缺少应用的环境基础；飞轮储能主要是将电能存储 为机械能，虽然具有较高的功率密度，但是缺少足够的能源存储量，在磁悬浮、 材料相关技术的限制下，该技术难以实现大规模应用；压缩空气储能与抽水储能 类似，对环境要求高，通常需要在密封良好的空间内使用，其建设快且造价低， 但是在储能效率方面存在欠缺。1.3 电磁储能超导储能具有无损耗、存储时间长、效率高、响应快速等性能优势，但是该 技术的应用需要依靠高温超导材料来实现，在材料技术的限制性，导致该储能方 法难以得到广泛应用。超级电容器储能需要应用高介电常数的电容器，这种储能 方式在保证较长使用周期、较快响应速度、较大功率密度以及极高瞬时功率的同 时，存在端电压不稳定、低能量密度等缺陷。2 储能产业政策环境2.1 强配储能政策目前，国家发改委、国家能源局正式印发关于加快推动新型储能发展的指 导意见，明确到 2030 年实现储能全面市场化发展。国外

5、环境来看，近 5 年， 美国的大规模电池容量增长了 2 倍。美国公共事业公司计划在未来 2 年，安装超 过 10GW 发电能力的大规模电池，新电池的容量将是 2019 年的 10 倍。不仅在美 国，全球不少国家近年来都致力于储能行业的探索。亚太地区的韩国、印度和日 本也是主要市场。我国的储能产业虽然起步较晚，但近几年发展速度迅速。2021 年上半年，国内新增新型储能装机规模超过10GW，同比增长超600%。且装机规 模较大的项目数量达 34 个，是去年的 8.5 倍，辐射全国 12 个省份。目前仍只是 储能商业化发展的初期，到 2025 年，实现新型储能从商业化初期向规模化发展 转变，到 2030 年，实现新型储能全面市场化发展。在电力系统中发挥不可或缺 的作用。通过 2021 年全国强配储能政策，可以看出强配储能将是能源领域的关 键技术手段和主要发展趋势。回顾下电化学储能电站短短几年的发展历程，2017 年，储能首个国家级政策关于促进储能技术与产业发展的指导意见发布，极 大地促进储能的发展。近期，国家和地方出台了密集的政策支持储能行业的发展 随着“双碳”目标的推进和构建以新能源为主体

6、的新型电力系统，强配储能是推 进双碳目标、高效利用新能源的关键手段之一。2.2 储能补贴政策储能可以有效解决新能源弃风弃光和电网本身调峰能力不足问题，随着“3060”目标的提出，可再生能源飞速发展，新能源配储迫在眉睫。新能源配 储不仅必要，还具备经济性。通过制定合理的充放电策略不仅可以有效避免弃风 弃光，还可以通过参与提供调峰、调频等电力辅助服务，获取响应收益。目前， 国家发展改革委印发关于进一步完善分时电价机制的通知，其中明确规定峰 谷电价价差原则上不低于4：1,而用户侧储能峰谷价差达到0.7元/ (kWh)即 具有盈利空间，如按照最新分时电价政策，全国近半省份具备套利空间。由此可 见,全国各地进一步部署完善分时电价机制,拉大峰谷价差,从技术变革以及政 策层层加码,都在经济性方面鼓励发展储能行业。3 结语截至目前为止,政策和市场环境已经逐渐成为影响储能产业发展的关键因素 在“十四五”发展的新阶段,储能在能源结构建设过程中的关键地位已逐渐凸显 随着新能源发电的发展,面对储能的商业化和规模化,各地区相关部门相关企业 一直在努力协同产业各方参与者,积极引导储能政策和市场环境的改善。随着风 光、新能源汽车行业全面市场化,储能作为配套产业,有望得到更好的实质性支 持,或迎来新的政策窗口期。参考文献1 郭松林,孙博洋,姚峣,胡丽华,柴宏钊,黄阮明,赵晶晶.储能技术及 其在新能源并网系统中的典型应用J.工业控制计算机.2020 (11).2 苏小林,李丹丹,阎晓霞,谭逸雪.储能技术在电力系统中的应用分析J.电力建设.2016 (08).

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