2018—2040年全球不同國家的累計儲能裝置量 Bloomberg NEF（彭博新能源財經）/供圖

3月22日，國家發展改革委、國家能源局印發《“十四五”現代能源體系規劃》（以下簡稱《規劃》）的通知，展望2035年，能源高質量發展取得決定性進展，基本建成現代能源體系，可再生能源發電成為主體電源。根據歐洲光伏工會（EPIA）的預測，到2040年，可再生能源占總體能源結構的比例將達到總能源消耗量的50%以上，光伏發電所占比例將超過20%；至21世紀末，在能源總供給中可再生能源占比將超過80%，光伏發電占比將超過60%。能源網絡也在發生變化，以適應日益增長的能源需求，同時也支持可再生能源的滲透，而能源網絡的變化過程中必然會增加大量的儲能系統。儲能系統在很大程度上解決了新能源發電的隨機性、波動性問題，可以實現新能源發電的平滑輸出，有效調節新能源發電引起的電網電壓、頻率及相位的變化，使大規模風電及光伏發電方便可靠地并入常規電網，提高綠色能源整體利用率。《規劃》的順利實現，儲能是關鍵要素。

按照能量儲存方式的不同，儲能可分為物理儲能、化學儲能、電磁儲能三類。其中物理儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等，化學儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池、液流電池等，電磁儲能主要包括超級電容器儲能、超導儲能等。

新能源儲能技術中，鋰離子電池是首選。鋰離子電池儲能性能較好，使用壽命長，循環次數高。一般情況下，鋰離子電池可循環3000次左右，鈦酸鋰電池則高達2.5萬次。鋰離子電池的新增裝機規模在全球和國內都居于榜首，國內眾多企業布局鋰離子電池儲能技術；電池梯次利用延長了鋰離子電池的使用壽命，使其進一步降低成本。鉛蓄電池技術成熟，電池材料來源廣泛，成本較低，鉛炭電池90min便可充滿，減少了負極硫酸鹽化現象，延長了電池壽命，且功率密度也得到提高，是鉛蓄電池技術發展的主流方向。鈉硫電池能量密度高達760Wh/kg，轉換效率接近100%，電池循環次數高達2500次。然而，成本高昂對工作環境要求很苛刻，300℃才能啟動，鈉硫儲能電池在國外應用較多，國內未能大規模推廣。液流電池采用正負極電解液單獨循環的特殊結構，提高了化學反應效率，能量轉換效率可達96%以上，能量密度達92Wh/kg，循環次數為13000次左右，使用壽命在20年左右。由于液流電池技術成熟度不高，體積較大，價格方面也不占優勢，因此在國內應用并不廣泛。目前，在化學存儲方面，科研人員的研究方向主要放在材料屬性和能力改進上，包括電極、電解質、新型膜和分離器等的優化，最有希望的技術包括Li-S、M-Air和固態電池及新的液流電池和混合電容器。

新能源儲能技術中的蓄熱儲能裝置有助于減少住宅、非住宅和工業的二氧化碳排放量。然而，蓄熱儲能面臨著成本和穩定性問題，開發適用于各種溫度范圍、各種容器的蓄熱儲能裝置，蓄熱儲能裝置的隔熱問題及系統的設計和集成等還在研究中。

存儲系統方面的未來研發方向包括增加存儲容量、促進與綠色能源的整合、具有更高的循環壽命和效率以及更高的放電時間能力等，其中最重要的是可靠性高的混合解決方案的設計和研發。

美國、日本將儲能當作一個獨立產業來看待并出臺了專門的扶持政策，中國也應該重視儲能的發展，鼓勵相關技術的研發，出臺相關政策，以順利實現可再生能源發電成為主體電源、新型電力系統建設取得實質性成效的目標。

本文原載于《中國建材報》4月11日9版