新能源储能系统发展现状及未来发展趋势

1、10 / 17新能源储能系统发展现状及未来发展趋势目录第一章 新能源储能系统相关论述 .1.1.1 新能源相关论述 .1.1.1.1 新能源定义 .1.1.1.2 新能源分类 .1.1.2 储能技术相关论述 .1.1.2.1 储能技术的定义 .1.1.2.2 储能技术的分类 .1.第二章 国内外新能源储能系统的发展动态分析 . 2.2.1 日本新能源储能系统的发展动态分析 .2.2.1.1 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势 .22.1.2 新能源储能系统的未来发展趋势 .3.2.1.3 新能源储能系统在实际中的应用 .3.2.2 美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索 .4.2.2.1 政

2、策与投资力度 .4.2.2.2 储能技术的经济性瓶颈 . 5.2.3 我国新能源储能系统的现状 .5.2.3.1 储能是构建智能电网的关键环节 .6.2.3.2 商业模式不成熟制约储能发展 .6.第三章 国内外在相关新能源储能技术上的发展现状 .83.1 新能源储能系统的实际应用 .8.3.2 创能、节能与储能的完美搭配 .9.3.3 国内新能源储能技术瓶颈解析 .1.03.3.1 新能源科技发展的核心储能技术 . 1. 03.3.2 新能源无仓库储能 的尴尬 .1.03.3.3 储能技术的突破效应1.13.3.4不能等肚子饿了才去种麦子 . 1. 2第四章 新能源储能系统的发展趋势 .1.3

3、4.1 日本新能源储能系统的发展趋势1.34.1.1 储能电池的发展趋势 .1.34.2 我国新能源储能系统的发展趋势1.34.2.1 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析 .134.2.2 新能源并网储能市场发展前景预测分析 .1410 / 17第一章 新能源储能系统相关论述1.1新能源相关论述1.1.1 新能源定义新能源的定义为： 以新技术和新材料为基础， 使传统的可再生能源得到现代 化的开发和利用， 用取之不尽、 周而复始的可再生能源取代资源有限、 对环境有 污染的化石能源，重点开发太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能和氢能。1.1.2 新能源分类新能源一般是指在新技术基础上加以开

4、发利用的可再生能源，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能，以及海洋表面与深 层之间的热循环等；此外，还有氢能、沼气、酒精、甲醇等，而已经广泛利用的 煤炭、石油、天然气、水能、等能源，称为常规能源。随着常规能源的有限性以 及环境问题的日益突出，以环保和可再生为特质的新能源越来越得到各国的重 视。1.2储能技术相关论述1.2.1 储能技术的定义储能技术是将电力转化成其他形式的能量储存起来， 并在需要的时候以电的 形式释放。1.2.2 储能技术的分类目前全球储能技术主要有物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能 等） 、化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电

5、池、超级电容器等） 和电磁储能（如超导电磁储能等）三大类。目前技术进步最快的是化学储能，其 中钠硫、液流及锂离子电池技术在安全性、 能量转换效率和经济性等方面取得重 大突破，产业化应用的条件日趋成熟。10 / 17第二章 国内外新能源储能系统的发展动态分析储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网以及电动汽车发展必 不可少的支撑技术，具体有 5 大类 17 小类应用。虽然储能的应用贯穿了电力系 统的发电、输配电、用电、可再生能源的接入和辅助服务多个环节，但相对产业 化首先发生在辅助服务和用户端的分布式发电和微网领域。目前美、日两国储能发展最快，已经在个别领域实现了产业化，而储能在中国市场

6、的发展则刚刚起步。2.1日本新能源储能系统的发展动态分析2.1.1 新能源储能电池的发展现状及未来发展趋势【国际电力产业网】6 月 26 日讯在这个减低排放为产业首要发展任务的年 代，再生能源的发展几乎抢尽了石油产业的风采。再生能源的范畴，近十年期间除了创能与节能之外也开始缓步延伸到了储能系统发展，部分区域也开始进行相 关补助的计划研拟。据 En ergyTre nd 的探访与调查了解，储能系统初步需求将从 地方的急难救助系统开始，使用规格以大型储能紧急备用电源系统为主， 未来则 将逐步渗透至家庭储能设备，朝着小型而分散的能源发展，以降低白日的尖峰用 电负载，这也将会带动电池产业的蓬勃发展。电

7、动车产业（次世代自动车）虽然消耗电池的数量甚高，但是在基础建设尚 未成熟且周边延伸产业尚未成形之际， 于近五年内仍旧难以大规模普及； 反观储 能电池（蓄电池）产业除搭配可再生能源做应用， 也可单独使用作为紧急备用电 力系统，未来的市场需求可期。根据日本 METI 预估（图 2-1），全球储能系统需 求将随着智能城市的兴起而成长，以日本市场而言，因为灾害所促成的城镇再造 机会，将更加速落实新型态能源应用的进程，预估从2012 年开始在日本市场会有明显的成长需求，未来五年更会快速扩展至全球各主要城镇地区。10 / 17图 2-1 日本储能电池应用发展期程10 / 172.1.2 新能源储能系统的未

8、来发展趋势对于日本而言，能源独立，已是刻不容缓的事情。2011 年日本福岛大地震之后，核灾的问题让日本开始重视再生能源的实际应用， 2012 年第一季度甚至 开始计划关闭所有核电厂，而太阳能将会是未来的重要发电方式之一。目前来说，日本年度太阳能需求约在3.6GW，未来在 2020 年将计划提升至28GW （图 2-2），以日本的太阳能电网属性来说，大多是走向分布式发电，而非 美国此类集中式的方式。分布式太阳能系统的精神意涵，在于现地生产在地使用， 因此在太阳能以及储能系统在搭配上将有可能以家用为单位进行推广。连带的使其系统设计将更有机会将轻巧的储能系统导入到生活之中。2011 年 8 月日本计

9、划从当前的装机容量3.69GW 到 2020 年太阳能产电量达 28GW，这是一个大的飞跃。2011 年 11 月1、 自给自足的能量比率将要增倍，从目前的 38% 上升到大约 70%。2、 在能源资源结构中不浪费能源的比率从目前的 34%上升到 70%。3、 来自居民消耗能量部分排放的CO2将要减半。图 2-2 日本新能源储能系统的未来发展趋势Source:E nergytre nd20122.1.3 新能源储能系统在实际中的应用地震对于日本所带来的影响，除了是对于天灾预防所促成的警惕以外， 对核 能所产生的风险问题也让整体能源产业面临到重新思考的地步。对于东北地区而言，所产生的灾害是全面性

10、的，也因此让日本期待新一波的造镇精神能够落实于 重建区（图 2-3）。过去的再生能源系统的搭配大多是建置在独栋式建筑， 此类建筑无论是空间 或者面积都较为具有弹性，然而旧式的配电设备难以做大幅度的变动， 换句话说 再生能源在导入上仍有其限制。当新式建筑与配电系统重新规划之际， 再生能源 导入则变得更能发挥其独立能源的特点。同时个别建筑在电力设计的改变也将能10 / 17Source:E nergyTre nd2012够塑造出城镇等级的能源管理，让电力供应能够在特定区域内互通有无进， 让创 造闲置能源的家庭电力能够支援正在耗电的区域，达成能源分享的目的。旧的建筑物可持续发展的小镇图 2-3 日本

11、新能源储能系统在实际中的应用10 / 17旧的建筑物 最低限度的能源使用 花更多的能量回收设备 缺乏总的能源效率可持续发展的小镇 太阳能电池板技术不仅可以为家庭提供电源而且可以把未使用的能源存储 到家庭的储能电池中 交通基础设施用头脑中设计的电动车日本击出全球民生新能源储能系统市场的第一球。2.2美国在新能源储能系统的应用中漫漫求索伴随新能源产业的快速发展， 绿色电力对传统电网造成愈加严重的冲击。 电 网规模的储能技术应用作为最优化解决方案逐渐受到各个大力发展新能源的国 家的重视。美国电力储能协会 ESA 负责人 Brad Roberts 日前对【中国储能网】 海外特约记者表示： 虽然目前明显

12、还不是储能应用的黄金时间， 但我们已经可以 看到其巨大的市场潜力。杜克能源发言人 Brad Roberts 对此表示：我们对大规模储能技术十分感兴趣，优秀的储能技术是我们赖以发展的保障。该公司运营超过 1000MW 装机能力的 风电场。目前，杜克能源正在安装世界上最大的 36MW 风电储能系统，以配备其 153MW装机容量的 Notrees 风电项目，从而实现平滑电力输出、谷电峰用的效 果。在美国德克萨斯州，有将近 11000MW 的发电量来自于风电。由于储能技术 还不足以普遍应用，当地电网运营商不得不依赖燃气发电厂进行调频。由于储能技术还不够经济，杜克能源 Notrees 风电项目所安装的储

13、能电池系 统得到了美国能源部提供的 2200 万美元资金支持，以保障该项目的顺利实施。 该储能电池系统采用了 Xtreme 的高级电池技术。2.2.1 政策与投资力度谈及储能领域的投资于政策支撑，美国电力储能协会 ESA 负责人 BradRoberts 对【中国储能网】海外特约记者表示：美国能源部为促进储能技术研发 而设立 1.58 亿美元的专项激励基金的这一行动产生了连锁效应，引发了产业界 对电池、压缩空气储能、飞轮储能等其他储能技术高达 7.8 亿美元的投资。2010 年 9 月 29 日，加州州长施瓦辛格签署众议院法案（AB）2514 号，得 益于2514 号法案的效果，加州已经开始着手

14、进行储能标准组合的研究。根据安永会计事务所的报告，美国储能技术在今年第二季度共吸引投资总额 1.503亿美元。 与去年同期相比增加 4%， 其中最大的一笔投资是通用压缩储能公 司 （GeneralCompression InC 获得的 5450 万美元的投资。这家开发创新型的大 规模压缩空气储能系统的公司（Gen eral Compression Inc）位于马萨诸塞州，成 立于 2006 年。在 2011年 6 月 7 日获得融资总额达 5450 万美元。该公司的第一 个项目目前正在德克萨斯州建设，合作方为康菲石油公司。2.2.2 储能技术的经济性瓶颈美国电力储能协会 ESA 负责人 Bra

15、d Roberts 对【中国储能网海】外特约记 者表示：虽然在过去的几年内， 储能技术成本已经得到了显著下降， 但总体看来， 当前的储能技术离可再生能源接入的要求依然有很长的距离。 举个例子来看， 在 总投10 / 17资 4360 万美元的杜克能源 Notrees 风电储能项目中，每千瓦的储能成本依 然高达1211 美元（$43.6 million/36,000 kilowatts = $1,200），但我们可接受的目标 是 400 美元。美国麻省理工学院化学材料系教授 Don aid R Sadoway 曾经对此表示：在这 一新兴市场领域，储能技术的价格成本很高。 一个 MW 级的储能系统

16、的总体成 本显然比单体电池的成本高出很多，这涉及到多方面的技术因素。抽水蓄能无疑是最为经济的储能方式， 压缩空气储能的经济性也被看好。 但 两者均受制于地理环境而无法得到全方位的应用。 而较为传统的锂电池在大规模 电网储能领域的应用一直备受争议。但锂电鼻祖 A123 似乎对其产品在电网储能 领域的应用十分自信。和 A123 有良好合作关系的 AES 储能公司副总裁 John Zahura nci 对【中国储能网】海外特约记者表示：当我们按比例放大单个项目时， 我们发现其储能成本明显下降。 AES 储能公司正在安装一个 32MW 的锂电储能 系统，以配套其 100MW的 Laurei Mount

17、ain 风电场（ AES 西佛吉尼亚州 32MW 风电储能项目开建）。该锂电储能系统应用的就是 A123 的储能系统， A123 宣称 其大规模储能系统的锂电池组一致性问题得到了很好的解决， 当前全球有多个项 目使用了 A123 的大规模锂电储能系统。2.3我国新能源储能系统的现状从中关村储能产业技术联盟储能专业委员会了解到，从 2000 年到 2011 年底，全球储能项目（不含抽蓄）在电力系统的累计装机量超过 548MW （兆瓦），年复 合增长 41%。2009 年增幅超过 250%， 2011 年增长 65%。目前，日本和美国是 应用最多的国家，在全球中分别占 41%和 39%，中国占 4

18、%。截止到 2010 年底， 全球抽蓄总装机量达到 123GW（吉瓦），中国装机总量约 16GW, 2015 年计划达 到 41GW。目前，我国大约有近 40 个储能示范项目，而规模在 1000 千瓦的储能 项目除了国网主要投资的张北风光储蓄输电项目外， 就是南方电网投资的总容量 为 10000 千瓦的储能项目以及国电集团和风锦州塘坊储能型风电场 5000 千瓦的 储能系统示范项目， 但是这些储能项目仅起示范、 探索性作用， 不具备产业化意 义。6 月中旬，第二届北京国际储能大会在北京国际会议中心召开，中国科学院 副院长李静海在会上指出： “储能科学与技术对于可再生能源的利用和节能意义 重大。

19、”储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网及电动汽车发展 必不可少的支撑技术， 因此储能产业正成为新能源领域投资的热点之一。 但同时， 由于储能容量有限、受商业模式不成熟、相关技术标准体系缺失等因素的影响， 储能产业发展还需加强交流，各取所长，共同发展。2.3.1 储能是构建智能电网的关键环节“随着可再生能源体系和技术发展的不断成熟， 无论在中国， 还是在英国， 越来越多风电、 太阳能光伏发电正在接入电力系统， 这对电网的安全稳定运营造 成影响。那么，如何平衡电力供需 ?如何解决发电侧间歇式的问题 ?发展更多的储 能技术是一种很好的解决办法。 ”英国皇家工程院院士 Richard Wi

20、lliams 在第二届 北京国际储能大会上表示。近年来，随着我国电网运营面临用电负荷持续增加、 间歇式能源接入占比扩 大、10 / 17调峰手段有限等诸多困难， 储能技术尤其是调峰电源得到了空前发展。 据介 绍，储能技术主要有物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等 ）、化 学储能（ 如各类蓄电池、可再生燃料电池、液流电池、超级电容器等 ） 和电磁储 能 （如超导电磁储能等 ） 等。这些储能技术的技术水平、发展趋势、应用前景各 不相同。目前抽水蓄能技术相对成熟， 功率和储能容量规模可以做的很大， 对于控制 电网的稳定和安全性及接入可再生能源都能发挥巨大作用，但存在受地势影响 大、响应速度

21、较慢等缺点 ;铅酸电池技术成熟，是目前最实用的储能系统，但因 铅是重金属污染源，因此铅酸电池不是未来的发展趋势 ;锂离子电池成本较高， 产品性能目前尚无法满足储能要求，且其经济性无法实现商业化运营。有研究表明，单一的储能技术很难同时满足能量密度、 功率密度、储能效率、 使用寿命、成本等性能指标， 如果将两种或两种以上性能互补性强的储能技术结 合，可以取得较好的技术经济性能。目前，我国正在建设的坚强智能电网以可再生能源的大规模利用和智能化为 主要特征， 发电形式将是大型集中式发电和分布式发电相结合， 电力系统中的储 能系统也将分为大规模集中式储能系统和大规模分布式储能系统。 因此，没有任 何一种

22、储能技术可以全面满足智能电网接纳分布式能源的需求。 为适应智能电网 的发展，我国除发展抽水蓄能外， 还应大力发展布置灵活的电池储能技术， 如锂 离子电池、钠硫电池以及超级电容器等。2.3.2 商业模式不成熟制约储能发展储能技术拥有广泛的应用前景，但实现规模化储能是个世界性难题。例如， 目前我国风电储能示范项目达几十个， 但真正上规模、 达兆瓦级的仅有国网的张 北项目和南网的储能示范项目。其中，南网的储能示范项目为10 兆瓦，张北项目为 20 兆瓦。因此，储能技术要在我国电力系统中大规模应用还需克服技术、 成本等诸多问题，还需下大力气发展多种储能技术，实现自主创新。对此，与会嘉宾指出：“在加大储

23、能技术研发力量的同时，要建立适合我国 的大容量新能源及储能技术的技术标准、安全标准、接入标准等标准体系。 ”严 格的技术标准和规范化管理是驱动储能产业发展的重要动力。 如西班牙就规定风 电在上网前必须向电网提供风机出力曲线和发电短期预测曲线， 误差不能超过一 定比例，否则将受罚，这就会让发电商主动采用预测技术和储能技术。“对储能企业来说，首先要考虑的是生存。 市场决定研发，商业模式不成熟， 储能产业就难以发展。 目前我国的分布式储能已有一定市场， 而大规模集中储能 还未形成有效市场。 ”环宇集团董事长李中东指出。英国谢菲尔德大学教授 Peter Hall 也认为：“可再生能源发电的价格因时段、

24、季节不同而不同，我们必须考虑 如何在储能方面挣钱。 ”因此，储能产业的发展除技术进步外，还需政策上的配 套，如合理拉开不同供需时段的电价， 使得储能的削峰填谷有利可图， 这样就会 吸引更多的市场力量参与进来。近日， 科技部发布的 智能电网重大科技产业化工程“十二五”专项规划将“大规模储能系统” 列为九大重点任务之一， 以及我国即将实施的阶梯电价对 推动储能产业的发展无疑是个好消息。10 / 17第三章国内外在相关新能源储能技术上的发展现状目前全球储能技术主要有物理储能（如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能 等）、化学储能（如钠硫电池、液流电池、铅酸电池、镍镉电池、超级电容器等） 和电磁储能（如超

25、导电磁储能等）三大类。下图（图3-1）介绍储能技术的发展现状。用户ft!电环节输屯坏节瞪电坯卅化学嵐油殆義、滦镉）抽水菩能飞轮林能卞応电池姐导的储能胡级电溶器液流电池储能f応陡贰鮫山楸twlook硏SffWIMIV图 3-1 储能技术的发展现状东润环能在储能系统技术领域和应用领域始终与国内外科研机构和企业保持着紧密的联系，包括钠硫电池领域的领先者日本NGK 公司、中国科学院上海硅酸盐研究所，超导储能领域的领先者美国Bruker ETS 公司、美国超导公司、中国科学院电工所以及磁悬浮飞轮储能领域的领先者美国Active Power 公司。3.1新能源储能系统的实际应用由于风能、太阳能、海洋能等多

26、种新能源发电受到气候和天气影响，发电功率难以保证平稳，而我们知道电力系统要求是供需一致，电能消耗和发电量相等， 一旦这平衡遭到破坏，轻则电能质量恶化，造成频率和电压不稳，重则引发停电 事故，为了解决这一问题，在风力发电、太阳能光伏发电或者太阳能热发电等新 能源发电设备中都配备有储能装置， 在电力充沛时，多余电力可以储存起来，在 晚上、弱风或者超大风发电机组停运或者停运机组过多，发电量不足的时候释放 出来以满足负荷需求。下图（图 3-2）中，储能电池系统在模组连结上，可与市 电电网做连结，提供电力在离峰与尖峰之间作为电力需求缓冲，同时与新能源结合，让电力来源可以兼具独立性与环保性。10 / 17

27、lr%lPwfrr.(i rn|01 lOrtNiit Dnwn23:OQM)7:00图 3-2储能系统在新能源中应用的示意图Source:E nergyTre nd20123.2仓U能、节能与储能的完美搭配一个完整的新式再生能源系统，在过去来说大部分所见是节能与创能模组相 结合，例如太阳能搭配 LED 路灯即是一例，往往忽略掉储能系统的优化与延伸， 因此大多选用效能较低的铅酸电池做为其过渡的搭配组合。新能源可与高效率储能电池做良好的搭配，然而目前的太阳能系统大多是以并网的方式存在，原因在于现行的电力系统并不适合大规模电力反馈的机制，且在升降电压过程的电力回收效率也并不理想， 因此大规模的太阳

28、能系统大多是架 设在发电厂周遭，以减少其他的电力系统困扰。事实上，太阳能、发光二极管以及电池都是直流电驱动的元件，因此当创能、节能以及储能系统整合成为一个系统的时候（图 3-3），电力使用效率将能够达到 最高。然而，在目前的电力结构上，因为考虑到发电成本以及电力传输的流动性， 大部分的电力来源仍以交流电为主， 使得大城市地区在三种模组系统的整合应用 上仍十分少数，而偏远地区受限于电力普及等问题， 会因为便利性关系而牺牲成 本考量，采用创能、节能、储能三种模组结合的整合式装置架构。图 3-3 完整的绿色能源系统搭配34l ar PwrtrDnwnB/Dring07:00*18:00EjUCC-S

29、-S-PdwarExcessN ar 4 (VI id Mi护t18:00-23:00CtiargerBstteryInverter10 / 173.3国内新能源储能技术瓶颈解析3.3.1 新能源科技发展的核心一储能技术在北京刚闭幕的风电与电网协调发展课题阶段性成果发布会上，国家能 源局新能源与可再生能源司副司长史立山指出，发展风电是解决我国能源环境 问题的重要措施，而解决风电的并网运行问题则是我国风电大规模发展的基础。中国电力科学院教授戴慧珠指出，对于风电这类具有间歇性的能源产品， 与其他产品的不同之处就在于它产品的生产、运输、消耗同时发生。因为没有 一个仓库储存。在转变发展方式、发展低碳经

30、济的要求下，新能源拥有着广阔的前景，而 当下面临的瓶颈也促使越来越多的企业和研究人士把目光投向储能技术上。在研究者看来，储能技术的突破或将能够缓解不同电力之间的利益之争， 推动新能源产业的快速发展，更重要的是能够高效利用清洁能源，改变我国能 源构成比例，促进节能减排。更大的意义在于大力推动中国的储能技术研发，促进储能产业化应用，这将促进我国新能源科技的发展。因此，有储能专家认为，解决间歇性和随机性是目前有效利用这类新能源 的核心问题之一，而这其中，储能产品的开发和应用又是新能源科技发展中的 核心问题之一。3.3.2 新能源无仓库储能的尴尬现在风力发电的情况，有点像公路上的汽车。车多路少，特别拥

31、挤，戴慧珠认为，风电并网难题已经成为风电发展的最大瓶颈。她指出，由于我国的 风电发展超出预期，而我国的电网设计是按照原有的预想速度发展，所以导致 风电项目虽然上马，却不能实现全部电能上网。如火如荼的风电建设引起了风电是否会过剩的担忧，而真正的根源在于风 电上网遭遇两大难题。首要因素是利益纷争。在电网承载有限的情况下，风电的发展将不可避免 地同火电与水电发生运输线路和市场的争夺。史立山曾在公开场合表示，随着 我国风电规模的扩大，我国风电发展面临的环境发生了变化。风电发展面临的 制约由设备制造能力制约变成了市场制约。究其原因在于风能资源与电力市场 不匹配。风能资源丰富的地区用电市场小，在全国的大市

32、场来看，却又面临着 风电并网和运行难的问题。他直言，这既与电网结构和输运能力有关，也与认 识水平、管理体制有关，而核心是如何调整好各方面的利益关系。其次，部分新能源产业的发展也受自身的特性所限。戴慧珠指出，小的风 电会引起电能质量、电压的问题，大规模的电源还会引起稳定性问题和调峰、 调频的问题。其他的电源比如说火电、水电，都是可以听从调度的，核电一般 是发基荷，就是一个比较稳定的基本负荷，火电、水电是听命令，风电从能源 上来说是随机的。牟峰为本刊分析，以风电和光伏发电为例，其都具有间歇性，并不是在最 需要的时候出现。 甚至是在你不要的时候大量发电 。带来的直接问题是，电 力质量受电压波动和频率

33、波动等因素影响，质量难以保证。在电力调频上，频 率波动更加频繁。在电力调峰方面，调峰任务更加繁重。电网公司暂时无法接 纳这么多的风电，目前的10 / 17电网从现有基础上无法消纳，进一步的影响则表现为 新能源投资效率的低下。专家指出，风场投资不能有效利用便是一个例子。截止到 2009 年年底，我 国风电并网 1613 万千瓦，但尚有 500 万千瓦未能并网。在东北地区、内蒙古大 部分地区，冬天风电遭弃现象严重。甘肃酒泉风电基地是我国规划建设的第一座千万千瓦级风电示范基地，根 据建设规划，到 2010 年，酒泉风电装机容量将达到 516 万千瓦， 2015 年将达 到 1271 万千瓦以上。目前

34、，甘肃风电行业发展的瓶颈已经逐渐显现。发电容易 输送难、电网调峰能力不足等成为最大的制约，随着未来风电基地的建设，输 运难的矛盾将更加凸显。受访专家说，不止风力发电，未来无论是新能源汽车、电动车还是太阳能 光伏发电等，其大规模推广和商业化应用，除政策等宏观环境外，前提和关键 在于高效、绿色的储能技术和产品。3.3.3 储能技术的突破效应业内观点认为，困扰能源业发展的核心问题 新能源并网问题，在近期 解决无望。新能源、智能电网、电动汽车，这未来三大新兴产业的发展瓶颈都 指向了同一项技术 储能技术。有专家介绍，储能技术是将电力转化成其他形式的能量，并在需要的时候 以电的形式释放。主要包括三方面：一

35、是物理储能，代表技术有抽水储能、压 缩空气储能、蓄冰储能等，该种储能方式储能媒介不发生化学变化，效率较低。二是化学储能，代表技术为铅酸电池、锂电池、钒电池、钠硫电池等。此 种方式的充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变价，不足之处在于电池寿 命相对有限。三是其他储能，包括超导储能、飞轮储能及超级电容等，这种方式电能以 电磁能、动能等形式进行储存，充放电速度快，效率可以非常高。在诸多的储 能类型中，燃料电池、液流电池和超导储能等都处于发展中。储能技术的发展和应用， 将有助于打破风电、 光伏发电等的接入和消纳瓶 颈问题，能够降低配套输电线路容量需求，缓解电网调峰压力。同时还能够消 除风电、光伏发电

36、的波动，改善电力质量，降低离网电力系统的运行成本和碳 排放。 这也是未来智能电网的重要组成部分。 中国电力科学研究院电工研究所所长来小康指出，储能电池对国家电网具 有重要意义，是实现电网互动化管理的有效手段。储能电池在电网中的应用主要分跟踪负荷式和跟踪电源式两种，可以保障 可再生能源功率的平滑输出，降低功率预测偏差，也可以采用分布式储能技术 解决局部电压控制问题，促进节能减排、设备应用充分高效、减少资源浪费、 提高用电可靠性、改善电能质量。对于发展储能技术的重要意义， 早在 2009 年 5 月 26 日在北京举行的 首届 国际储能技术大会 上，中国工程院院士杨裕生就强调，发展规模储能产业关系

37、到国计民生，具有越来越重要的社会地位和经济地位。国务院发展研究中心张永伟博士则指出， 发展储能产业不仅仅是技术手段， 还应该上升到产业层面，甚至国家战略层面；国家应该进一步明确发展储能产 业的战略意义，推动节能环保、新能源、增强国家电网能力、提高国家竞争力。10 / 173.3.4 不能等肚子饿了才去种麦子国家 973项目 大规模高效液流储能电池技术的基础研究 首席科学家、中 科院大连化学物理所研究员张华民指出，可再生能源和智能电网的发展都已受 到国家重视，但是储能技术的发展远远跟不上新能源技术的发展需要。随着储能技术地位和作用的凸显，储能技术的研究逐渐引起重视，标志之 一便是中国储能电池产学

38、研技术创新联盟于 2009 年 11 月在天津筹备成立。从 世界范围来看， 由于新能源和智能电网的发展， 储能技术受到前所未有的关注， 欧盟、韩国、日本等也都设立专项经费支持储能技术的研究与开发。储能是一个产业链很长的产业。储能产业的发展，首先需要国家在关键材 料，低成本、高性能的双极板材料及离子交换膜材料工程化技术上，进行研究 开发及储能电池系统的应用示范。牟峰说，日本政府和美国政府对先进储能技 术的支持力度最大，也最持久。2009 年 11 月，美国能源部长朱棣文宣布投资 6.2 亿美元资助先进智能电网 技术示范项目和综合系统， 共资助 32 个示范项目， 大规模的储能技术被放到了 首位。

39、1986 年，日本就成立了超导储能研究会， 任务是实现超导储能的实际应用， 为日本超导储能技术的独立发展做出贡献。目前，日本在钠硫电池领域也处于 较为领先的位置。但在专家看来，目前的储能技术在世界范围内都还没有胜出者。在储能领 域，各国都处于产业应用的初级阶段，我国与国际先进水平差别不大，加大储 能技术的研发力度有助于我国在未来的国际竞争中占据有利地位。目前储能技术的开发远远落后于风能和太阳能的发展， 各国都急于发展储 能技术。 张华民说，技术成熟度低、示范应用经验少是国内储能技术普遍存在 的问题。储能专家介绍，我国在储能技术的研究和应用上应该说总体上与国外有一 定的差距，但在不同的细分技术方

40、面，我国在极少数技术领域具有世界领先的 技术，例如，在钒电池技术方面，普能公司收购加拿大 VRBPower 公司以后， 我们可以代表世界领先水平，但在更多的储能技术上，我们和国际先进水平还 存有相当的差距；从产业链上来看，我国的储能技术和国际先进水平差距就更 大。 不能等肚子饿了才去种麦子 ，杨裕生在提到储能技术研究的重要性和迫 切性时，作了一个形象的比喻。他认为，规模储能技术及其产业不是一个立即就能赚钱的行业，需要政府 的优惠政策。政府应将规模储能技术及其产业化应用，列为 十二五 规划的重大专项，加强储能技术基础研究的投入，切实鼓励创新，掌握自主知识产权。 同时，从规模储能技术发展起始就重视

41、环境因素，防治环境污染；充分发挥储 能在节能减排方面的作用，把对新能源的鼓励政策延伸到储能环节10 / 17第四章 新能源储能系统的发展趋势4.1日本新能源储能系统的发展趋势4.1.1 储能电池的发展趋势电动车产业（次世代自动车）虽然消耗电池的数量甚高，但是在基础建设尚 未成熟且周边延伸产业尚未成形之际， 于近五年内仍旧难以大规模普及； 反观储 能电池（蓄电池）产业除搭配可再生能源做应用， 也可单独使用作为紧急备用电 力系统，未来的市场需求可期。根据日本 METI 预估（图 4-1）,全球储能系统需 求将随着智能城市的兴起而成长，以日本市场而言，因为灾害所促成的城镇再造 机会，将更加速落实新型

42、态能源应用的进程，预估从2012 年开始在日本市场会有明显的成长需求，未来五年更会快速扩展至全球各主要城镇地区。 風冇孔佢 址阿童茹rr址込3500 r300025002000inon5CX)图 4-1 日本储能电池应用发展期程4.2我国新能源储能系统的发展趋势“未来十年，我国非化石能源装机比重不断上升，电力负荷特性对电力保障 带来很大压力，新能源发展也对电力系统安全稳定运行带来新的考验”，“在这种 情况下，需求调节将成为促进电力供需平衡调节的措施之一， 系统控制能力提高 则有助于提高电力系统的稳定运行。 此外，提高储能能力将有效应对电力需求特 性与负荷特性的差异。因此，储能在未来的几年中，将

43、迎来大发展。”4.2.1 我国智能电网带动储能产业发展态势研究分析5 月 23 日，中电联规划与统计信息部分析处副处长侯勇在“储能国际峰会201020 15U2O2D252030丈年10 / 172012 “会上表示。储能是智能电网、可再生能源接入、分布式发电、微网以及电动汽车发展必 不可少的支撑技术。在智能电网建设以及电动汽车产业的大力发展下， 储能正成 为新能源领域投资的又一个热点。预计到 2020 年，国内整个储能产业的市场规模至少可达 6000 亿元。他认为，铅酸电池是当前最成熟的技术，液流、钠硫电池也是目前相对成熟的新技术， 而 未来，压缩空气储能技术具有很大的发展空间。国网能源研究

44、院副总经济师兼能源战略与规划研究所所长白建华表示，为满足未来我国电力需求及清洁化发展目标， 2015 年全国电源总装机将达 15 亿千瓦 左右，2020 年将达 19 亿千瓦左右（见图 4-2）。而未来十年，我国非化石能源装 机比重将不断上升。他表示，预计水电装机比重将基本保持不变，未来10 年保持在 20%左右；煤电装机比重持续下降，由 2010 年的 68%下降到 2015 年的 65% 和2020 年的 60%；非化石能源装机比重不断上升，由 2010 年的 25%上升到 2015 年的30%和 2020 年的 34%;调峰电源，包括抽水蓄能、燃气发电等装机比重将 增大，由2010 年的

45、 4.4%上升到 2015 年的 4.8%和 2020 年的 6.2%。在这种能源 发展的大背景下，储能技术尤其是调峰电源将得到大发展。图 4-2 全国电源总装机容量“储能国际峰会 2012”由国家能源局、工信部、国家标准委、中关村国家 自主创新示范区指导，中关村储能产业技术联盟专业委员会联合中国电器工业协 会共同主办。会议邀请了美国、德国、日本、中国等多个国家的业内权威和产业 精英，深入探究储能在可再生能源并网、分布式和微网系统、电力辅助服务三个 核心领域的应用，同时全面解析各自国家储能的产业政策、市场机制、技术方案及盈利模式，并发布了储能产业研究白皮书2012。4.2.2 新能源并网储能市场发展前景预测分析近年来，国内风电运行过程中的“弃风”、“脱网”现象日益突出，不仅影响 到风电场的经济性，更打击了风电投资的积极性。对此，多位专家在上周举行的 “2012储能国际峰会”上表示，应当用储能来调节风电利用，提高可再生能源 并网发电的效率。业内人士认为，未来电网级储能的需求会逐渐提升且市场空间 巨大。1、“弃风”、“脱网”频发所谓弃风，是指在风电发展初期，风机处于正常情况下，由于当地电网接纳 能力全国电源总装机容量（单位亿千瓦）10 / 17不足、风电场建设工期不匹配和风电不稳定等自身特点导致的部分风电场风 机暂停的现象。2011 年以来，由于受本地消纳能力和外送通道限制，国内部