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。我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和（以下簡稱“雙碳”）目標意味著必須進行顛覆性的能源革命、科技革命和經(jīng)濟轉(zhuǎn)型。發(fā)展變革性低碳技術，通過工藝源頭創(chuàng)新和流程再造，在典型流程工業(yè)中率先實現(xiàn)碳達峰、碳中和，是支撐我國“雙碳”目標實現(xiàn)的關鍵。儲能作為電能的載體，可有效地平抑大規(guī)模新能源發(fā)電接入電網(wǎng)帶來的波動性，促進電力系統(tǒng)運行中電源和負荷的平衡，提高電網(wǎng)運行的安全性、經(jīng)濟型和靈活性；儲能技術也成為構建智能電網(wǎng)與實現(xiàn)可再生能源發(fā)電的核心關鍵。隨著碳中和成為全球共識，新能源在整個能源體系中的比重將快速增加，儲能技術也迎來爆發(fā)式增長。國內(nèi)外大規(guī)模新型儲能項目陸續(xù)啟動，儲能技術呈現(xiàn)出液流電池、鈉離子電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲能、鉛碳電池、儲熱技術等“百家爭鳴”局面；與此同時，越來越多的企業(yè)投身儲能產(chǎn)業(yè)，或擴產(chǎn)或跨界合作，儲能產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的良好局面。

儲能在“雙碳”中的作用與地位

儲能技術是解決以風、光為主的新能源系統(tǒng)波動性、間歇性的有效技術。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成的多元化能源系統(tǒng)。風力發(fā)電、光伏發(fā)電本身的波動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。而從技術屬性來看，儲能正好能夠滿足新的能源系統(tǒng)對靈活性的需求。因此，通過儲能技術實現(xiàn)可再生能源大規(guī)模接入，從而推動能源低碳轉(zhuǎn)型的技術路徑被業(yè)界寄予厚望。

在政策層面，國家發(fā)展和改革委員會（簡稱“國家發(fā)展改革委”）和國家能源局啟動了對儲能發(fā)展的整體規(guī)劃部署，密集出臺了一系列儲能相關政策。2021年 7月，國家發(fā)展改革委、國家能源局發(fā)布《關于加快推動新型儲能發(fā)展的指導意見》；相比同年 2月 25日發(fā)布的《推進電力源網(wǎng)荷儲一體化和多能互補發(fā)展的指導意見》和 4月 19日發(fā)布的《關于 2021年風電、光伏發(fā)電開發(fā)建設有關事項的通知（征求意見稿）》，儲能的市場地位、商業(yè)模式和經(jīng)濟價值逐漸得到承認與明確。2021年 10月，中共中央、國務院先后發(fā)布了《中共中央 國務院關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》和《國務院關于印發(fā) 2030年前碳達峰行動方案的通知》，首次將推動新型儲能發(fā)展作為加快構建清潔低碳安全高效能源體系、建設新型電力系統(tǒng)的重要布局和主要工作之一；并明確了到 2025年，新型儲能裝機容量達到 3 000萬千瓦以上的總體目標。2021年 12月，國家能源局正式頒布《電力并網(wǎng)運行管理規(guī)定》和《電力輔助服務管理辦法》文件，明確將新型儲能、虛擬電廠、負荷聚集商等作為輔助服務市場的新主體；并增加了電力輔助服務新品種，完善了輔助服務分擔共享新機制，疏導電力系統(tǒng)運行日益增加的輔助服務費用。在此政策的指引下，2021年約有 21個省份出臺電力輔助服務相關政策。2022年 2月，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到 2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)模化發(fā)展階段、具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件；到 2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展，全面支撐能源領域碳達峰目標如期實現(xiàn)。因此，儲能是實現(xiàn)可再生能源規(guī)模應用和構建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)、實現(xiàn)“雙碳”目標的關鍵核心技術。

主流儲能技術發(fā)展現(xiàn)狀

國內(nèi)外在新型儲能技術，包括液流電池、鈉離子電池、鋰離子電池、壓縮空氣儲能等技術的基礎研發(fā)和工程化方面均取得了重大進展。其中，鋰離子電池技術發(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入產(chǎn)業(yè)化準入條件，這些技術有望在“雙碳”目標突破的過程中扮演重要角色。

 液流電池儲能發(fā)展現(xiàn)狀

液流電池通過電解液內(nèi)離子的價態(tài)變化實現(xiàn)電能存儲和釋放。其功率和容量可獨立設計、安全性高、儲能規(guī)模大、效率高、壽命長、生命周期的性價比高等特點，使其在大規(guī)模儲能領域具有良好的應用前景。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

作為長時儲能優(yōu)選技術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，目前發(fā)展成熟度最高，商業(yè)化進程最快。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（COP26）上成立國際長時儲能委員會（LDES），旨在部署和加快推動可存儲和釋放 8小時或更長時間的儲能技術快速發(fā)展。由此可見，快速發(fā)展全釩液流電池長時儲能技術的迫切性。

國外從事全釩液流電池儲能技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的單位主要有日本的住友電工集團、英國的 Invinity公司、德國的Fraunhofer UMSICHT、美國的西北太平洋國家實驗室和 UNIEnergy Technology（UET）等企業(yè)與研究機構。2020年住友電工集團與北海道電力有限公司簽署合同將于 2022年建成 17 MW/51 MWh的全釩液流電池儲能電站①。2021年 12月，牛津超級能源樞紐項目（ESO）進入帶電調(diào)試階段，該項目由 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合，作為單一的儲能資產(chǎn)運行，這是目前投運的最大的全釩液流+鋰離子混合電池。其中，全釩液流電池在系統(tǒng)投入使用時充當?shù)谝痪€響應，只有在所需的響應超過全釩液流電池的容量后，鋰離子電池才會被調(diào)用，從而充分利用全釩液流電池長壽命、不衰減的特點，減少鋰離子電池的消耗。這種混合儲能方式可利用 2種電池各自的技術優(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)主要有中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所”）、大連融科儲能技術發(fā)展有限公司（以下簡稱“大連融科”）、北京普能世紀科技有限公司（以下簡稱“北京普能”）、上海電氣儲能科技有限公司、清華大學、中國科學院沈陽金屬研究所、中南大學等多家機構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，在液流電池關鍵材料、核心部件、電堆及系統(tǒng)設計集成、控制管理等方面都取得了國際領先的成果；已在液流電池領域獲得國家授權專利 150余項，國際專利 7項，形成了完整的自主知識產(chǎn)權體系。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)源友好型風電場 10 MW/40 MWh和國電投駝山網(wǎng)源友好型風電場 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，成功推進了全球最大 200 MW/800MWh全釩液流電池儲能調(diào)峰電站國家示范項目一期工程（100 MW/400 MWh）的全面開工建設。目前，100 MW儲能系統(tǒng)項目已完成主體工程建設（圖 1），進入單體模塊調(diào)試階段，預計 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。