智能電網是未來電網的發展方向。不同于傳統的大型集中統一的電網模式,智能電網中的發電端除了有大的發電廠,還要引入大量可再生能源發電,在電網末端還將存在大量分散的家庭用冷熱電聯產裝置和電動汽車加電站等。智能電網的核心技術之一就是儲能技術,通過遍布電網的儲能節點,智能電網可以對能源進行更有效地調度,使得整個電網的能源效率提高。
“目前儲能技術的開發遠遠落后于風能和太陽能的發展,世界各國都急于發展儲能技術。”張華民說。
據記者了解,目前用于規模儲能的技術主要有抽水儲能、壓縮空氣儲能、液流電池、鈉硫電池以及鉛酸電池等。
抽水儲能技術比較成熟,其優點是規模大、壽命長、運行費用低,但需要特殊的地理條件和場地。
相對而言,儲能電池的使用更為方便,被認為是未來儲能技術發展的主要方向之一。目前國際上比較有代表性的兩種成熟技術是鈉硫電池和液流電池。
鈉硫電池技術具有效率高、能量密度高的優點,但由于技術門檻較高,日本NGK公司是世界上唯一一家提供商業化鈉硫電池產品的供應商,已有200多兆瓦的商用銷售。
液流電池具有循環壽命長、能量轉化效率高、安全環保等突出優點,已成為規模儲能領域的重要技術。日本的住友電工和加拿大VRB公司主要從事液流儲能電池的開發。日本為31兆瓦風電場并網調幅建立了4兆瓦/6兆瓦時的液流儲能電池電站;VRB公司在美國猶他州建立了用于變電所備用的250千瓦/2兆瓦時全釩液流電池儲能系統。不過,同鈉硫電池相比,液流電池還沒有進入大規模商用階段。
張華民表示,高效率、低成本、長壽命、無污染是儲能技術發展的主要趨勢。現有的儲能技術各有利弊,還需要一段時間的研發來提高技術成熟度和市場競爭力。
從實驗室走向市場
今年10月,中國科學院上海硅酸鹽研究所和上海市電力公司經過多年合作,成功研制出具有自主知識產權的容量為650安培小時的鈉硫儲能單體電池,使我國成為繼日本之后世界上第二個掌握大容量鈉硫單體電池核心技術的國家,并已建成2兆瓦大容量鈉硫單體電池中試生產示范線。
張華民指出,我國開展儲能電池的研究較早,研究水平同國外基本保持同步,在液流電池領域甚至處在世界先進水平。
不過,他同時指出,技術成熟度低、示范應用經驗少是國內儲能技術普遍存在的問題。
專家指出,在儲能領域,世界各國都處于產業應用的初級階段,我國與國際先進水平差別不大,加大儲能技術的研發力度有助于我國在未來的國際競爭中占有有利地位。這也是我國成立中國儲能電池產學研技術創新聯盟的初衷。
俞振華在接受《科學時報》記者采訪時表示:“我國在研發和生產上都有很強基礎。短板在于研發和商用產品之間的鴻溝。”
“并購加拿大VRB公司使得中國公司獲得了北美23年、2億美金研發累積的成熟技術;獲得了高可靠性高科技產品先進研發管理機制和經驗,并第一次使得中國公司在全球儲能商用技術領域走在全球最前沿。”俞振華這樣描述普能公司的發展。
據記者了解,目前我國儲能技術公司較少,大多是近兩年注冊的新公司,而能交付產品的公司更是少之又少。
為了推進液流電池的產業化進程,中國科學院大連化學物理研究所和企業合作,成立了大連融科儲能技術發展公司。目前,中科院大連化物所開發的100kW/200kWh全釩液流儲能電池系統是目前國內自主技術開發的最大一套液流儲能電池系統。張華民表示,他們目前的工作目標是“加快工程化開發進程,加大應用示范力度,盡早實現產業化”。