林伯强：储能技术突破将引发全球能源“大洗牌”

电力18讯：    
　　摘要：研究利用新能源已成全球共同主题，是不可逆的能源发展趋势。作为新能源发展和电动汽车的关键环节，也是开启新能源时代的钥匙，其技术突破将改变全球能源格局。

　　储能技术广义上来说可以分为储热与储电，狭义上则是指通过一定的物理或化学手段将电能储存起来，并在需要时释放电能。随着人类对能源需求的逐渐增加，传统能源在储量、环境污染、能源效率以及成本等方面的约束日益突显。寻求能源替代，对新能源进行研究和利用已经成为全世界的共同主题，也是未来不可逆的能源发展趋势。

　　目前寻找新能源的主要路径是将风能、太阳能逐渐纳入到电力系统中。与传统的化石能源发电相比，以风能太阳能为基础的可再生能源发电依赖于自然条件，具有波动性和间歇性的特点，大规模纳入会对电网的安全稳定带来很大的冲击。

　　有专家认为，对于风力发电，如果装机比重在系统比例10%以下，传统技术可以基本保障电网的安全稳定;当风电装机比例超过20%，就需要储能手段来减少波动性与间歇性，避免对电网造成难以承受的冲击。因此，储能技术发展是可再生能源发电大规模并网的必须条件。

　　对于分布式可再生能源(风电太阳能)来说，储能技术更为重要。分布式能源主要指建在用户端的能源供应方式，可独立运行或并网运行，按照用户多种能源需求，采用需求应对式设计的新型能源系统。这是可以将资源和环境效益最大化的分散式供能系统。由于可以降低输送环节的损耗，因此可以提高能源利用效率。

　　但是，同样由于风电太阳能的不稳定性，储能手段也是分布式可再生能源大规模发展的必要条件之一。有人认为，至2050年人类的太阳能利用可以占总能源供应的50%。如果没有经济可行的储能技术，这个美好愿景难以想象。因此可以说，储能技术可以真正的改变人类的能源供应。

　　能源安全也是中国能源发展的一个重要目标。中国目前石油进口依存度已经超过60%，而且未来还将继续上升，石油价格的大幅度波动，除了影响整体经济运行，还会影响能源行业的健康发展。因此政府需要提前布局石油替代，降低对其他国家的能源依赖，减少国际油价波动对经济安全运行的影响。

　　混合动力和纯电动汽车被认为是未来汽车行业转型发展的主要方向，已经成为世界汽车强国和主要汽车制造商发展重点，而储能技术是电动汽车发展的主要约束。对于中国来说，电动汽车除了减少城市环境污染，电动车的普及可以替代石油，减少石油对外依存。

　　近年来电动汽车和储能技术进步迅速，作为石油替代的可能性也越来越明显。SONY公司在1992年研制出锂电池后，该技术在材料和制造工艺上有了很大发展，在发电系统及电动汽车领域有非常广泛的应用。2014年世界储能技术新增装机中，锂离子电池占比达到了71%。目前锂电池技术仍无法满足电动汽车的普及要求。

　　首先，因为电池过大，一般电动汽车的重量都超过了体积相当的汽油汽车，但是续航能力却只有汽油汽车的一半。其次，在充电方面锂离子电池也无法满足消费需求，据估计，电动车想要实现商业化，电池密度至少达到250Wh/kg，但目前电动汽车锂电池密度普遍不足100Wh/kg。最后是锂电池目前成本过高，可以占到电动车成本的一半，直接导致了电动车在价格上难与传统汽车竞争。

　　今年4月特斯拉推出了Powerwall家用储能电池，引起了业界的广泛注意。Powerwall可以将电费低廉时储存的电能在电费高昂时释放，或是与可再生能源(太阳能风电)配套使用，其经济性是能否大规模推广的最重要标准。

　　此次推出的Powerwall有7kwh和10kwh两种容量，售价分别为3000美元和3500美元，且均有充电次数限制。由于Powerwall主要着眼于产品与太阳能发电系统配套使用，因而除电池外，用户还要购买太阳能面板、逆变器等，整个系统成本据说在2万美元以上。由于太阳能用户可以将剩余电量出售给电网，因此削弱了Powerwall的经济性。

　　目前美国安装储能电池总价约为1.28亿美元，多数集中在事业机构，家庭安装仅为1%。有机构分析，特斯拉需要将销售价格下调75%左右。特斯拉正与松下合作建造大型的电池工厂，有望在不久的未来使成本降低约30%。如果油价持续低迷，Powerwall的成本的确需要有更多的下降空间。

　　一直以来，世界各国都很重视大容量储能技术的研发与运用。目前美国已投运的储能项目为95个，装机规模超过357MW。日本装机规模约为310MW，列第二位。2014年美国的新增装机规模为34.4MW，中国和欧洲分列二、三位，装机规模分别为31MW和27.7MW。

　　大容量储能技术实现商业化的只有钠硫电池和液流电池。比如，钠硫电池有较高的储能密度，效率大约在80%左右，充放电次数可以达到6000次以上。日本京瓷公司所研制的钠硫电池储能系统已有100多套投入运营中，容量已超过100MW。目前大容量储能中钠硫电池装机比重最大，达到了40%，但钠硫电池的高成本是制约其发展的重要因素。

　　储能技术作为新能源发展和电动汽车的关键环节，其技术突破将改变整个世界的能源格局。可以说，储能技术是开启新能源时代的钥匙，一旦储能技术经济可行，将为人类打开一扇通往新能源时代的门。

　　对于中国而言，电动汽车、储能技术和风电、太阳能的有效结合，除了清洁发展，还可以形成对石油的有效替代，保障能源安全，因此政府应该重视储能技术的发展。对于传统的能源企业，尤其需要重视储能技术的发展，利益所在，其重要性不言而喻。